CN105332802A - 预防火花塞结冰的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预防火花塞结冰的方法和装置，所述方法包括：S1：当发动机停机时，发动机电子控制单元ECU控制发动机的转速达到预设转速值；S2：所述ECU控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门打开；S3：所述ECU检测发动机转速，当所述转速为零时，关闭节气门，发动机正常停机。通过发动机ECU控制发动机在停机时的最高转速和节气门开度，来增加发动机在停机过程中吸入空气的量，进而将缸内残留的水汽完全排出，避免在环境温度低时，水汽残留导致火花塞结冰，影响下一次的发动机启动。

Description

预防火花塞结冰的方法和装置
技术领域
本发明涉及电控领域，具体涉及一种预防火花塞结冰的方法和装置。
背景技术
天然气发动机在寒冷地区冷启动困难。在做寒区试验时，拆看发动机火花塞，发现火花塞上有结冰，结冰造成火花塞工作不正常导致启动困难。天然气的主要成分为甲烷(CH4)，所以天然气发动机燃烧产生的废气中水含量较高；此外，天然气发动机在小负荷下需要进气节流，在进气行程中不能有效扫气(排气行程结束后，由于存在气门重叠角，新鲜空气进入气缸后直接从排气门排出)，特别是在停机过程中，节气门会关闭，所以流经气缸的气体较少，不能将燃烧产生的废气完全排出。在发动机停机后，由于节气门关闭和发动机转速较低，气缸内会的水汽不能完全排出，残留的废气会停留在气缸形成的密闭空间内，当环境温度低时，这些水汽会在火花塞上形成结冰，导致发动机下次启动时启动困难。
目前现有天然气发动机在接收到停机请求后，电子控制单元(ElectronicControlUnit，ECU)会控制相应执行器会停止喷射天然气，发动机熄火，发动机转速由当前转速(通常为发动机怠速转速)逐渐降为0。在上述停机过程中，发动机的节气门是关闭的，再加上发动机停机过程中的最高转速比较低，所以在发动机停机过程中，经过气缸的空气量比较小，不足以将气缸内的水汽完全排出。
目前天然气发动机在停机过程中没有对转速和节气门进行特别控制，针对天然气发动机火花塞在环境温度低时结冰而影响下次启动的问题，还未有相应的解决措施。
发明内容
针对天然气发动机火花塞在环境温度低时结冰而影响下次启动的问题，本发明提出一种预防火花塞结冰的方法和装置。
第一方面，本发明提出一种预防火花塞结冰的方法，包括以下步骤：
S1：当发动机停机时，发动机ECU控制发动机的转速达到预设转速值；
S2：所述ECU控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门打开；
S3：所述ECU检测发动机转速，当所述转速为零时，关闭节气门，发动机正常停机。
优选地，步骤S1之前还包括：
S0：所述ECU检测到停机请求后，判断当前环境温度是否低于预设温度值，当前车辆档位是否处于空档，以及当前车速是否为零，如果三个判断结果均为是，则执行S1，否则执行S2。
优选地，S0进一步包括：所述ECU通过环境温度传感器获取当前发动机所处的环境温度。
优选地，S2进一步包括：所述ECU控制所述节气门完全打开。
优选地，S2进一步包括：所述ECU控制所述节气门打开后，空气通过进气管进入发动机的气缸。
第二方面，本发明还提出一种预防火花塞结冰的装置，包括：发动机电子控制单元ECU、节气门、转速传感器、发动机、进气管、排气管和火花塞；
所述节气门和所述转速传感器均与所述ECU连接；
所述进气管、所述排气管和所述火花塞均与所述发动机连接；
所述节气门设置在所述进气管上；
所述控制单元ECU，用于当发动机停机时，控制发动机的转速达到预设转速值；控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门打开；检测发动机转速，当所述转速为零时，关闭节气门，发动机正常停机；
所述转速传感器，用于获取当前发动机的转速。
优选地，还包括环境温度传感器；所述环境温度传感器与所述ECU连接，用于获取当前发动机所处的环境温度。
优选地，所述环境温度传感器设置在所述发动机的外部，且不与所述发动机接触。
优选地，所述转速传感器设置在所述发动机内部。
优选地，发动机运行时，所述进气管中为天然气；发动机发出停机请求后，所述进气管中为空气。
由上述技术方案可知，本发明通过发动机ECU控制发动机在停机时的最高转速和节气门开度，来增加发动机在停机过程中吸入空气的量，进而将缸内残留的水汽完全排出，避免在环境温度低时，水汽残留导致火花塞结冰，影响下一次的发动机启动。
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，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种预防火花塞结冰的方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的一种预防火花塞结冰的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1示出了本实施例提供的一种预防火花塞结冰的方法的流程图，包括以下步骤：
S1：当发动机停机时，发动机ECU控制发动机的转速达到预设转速值；
S2：所述ECU控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门打开；
S3：所述ECU检测发动机转速，当所述转速为零时，关闭节气门，发动机正常停机。
其中，火花塞是将高压电流引入气缸产生火花，以点燃可燃混合气的装置；节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门。根据实际应用确定具体值控制停机过程中最高转速的标定值转速，当不满足控制发动机转速的条件时，在停机过程中也会将节气门完全打开，以保证功能正常的情况下不影响用户体验。
本实施例通过控制发动机停机过程中的最高转速，可延长发动机转速降为零的时间；在停机过程中将节气门完全打开，可减小发动机在停机过程中的进气阻力并能够增加进气量。通过发动机ECU控制发动机在停机时的最高转速和节气门开度，来增加发动机在停机过程中吸入空气的量，进而将缸内残留的水汽完全排出，防止含水量较高的废气残留在气缸内，避免在环境温度低时，水汽残留导致火花塞结冰，影响下一次的发动机启动。
作为本实施例的优选方案，步骤S1之前还包括：
S0：所述ECU检测到停机请求后，判断当前环境温度是否低于预设温度值，当前车辆档位是否处于空档，以及当前车速是否为零，如果三个判断结果均为是，则执行S1，否则执行S2。
通过判断环境温度、车辆档位状态、当前车速等条件，识别发动机的工况来决定是否提升发动机转速，以延长发动机转速降为零的时间，增加发动机在停机过程中吸入空气的量，避免在环境温度低时，水汽残留导致火花塞结冰，影响下一次的发动机启动。
具体地，S0进一步包括：所述ECU通过环境温度传感器获取当前发动机所处的环境温度。如果环境温度低于预设温度值，那么残留废气中的水汽会在火花塞上形成结冰，这时候所述ECU就会控制发动机的转速到预设转速值，到达预设转速值后，停止喷射燃气，控制发动机熄火，并将节气门完全打开，控制空气通过进气管进入发动机机体的气缸中。停止燃料供应后，发动机会在摩擦力的作用下，转速慢慢降为零，等转速降为零后，控制发动机正常停机。
通过控制发动机停机过程中的最高转速和在停机过程中将节气门完全打开，提高发动机停机过程中经过气缸的空气量，将缸内残留废气完全排出。
图2示出了本实施例提供的一种预防火花塞结冰的装置的结构示意图，包括：发动机ECU1、节气门2、转速传感器4、发动机5、进气管6、排气管7和火花塞8；
所述节气门2和所述转速传感器4均与所述ECU1连接；
所述进气管6、所述排气管7和所述火花塞8均与所述发动机5连接；
所述节气门2设置在所述进气管6上；
所述控制单元ECU1，用于当发动机5停机时，控制发动机5的转速达到预设转速值；控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门2打开；检测发动机5转速，当所述转速为零时，关闭节气门2，发动机正常停机；
所述转速传感器4，用于获取当前发动机5的转速。
本实施例通过在进气管上设置节气门，来控制发动机停机过程中的最高转速，将节气门的开度开到最大并在整个停机过程中保持最大开度，可延长发动机转速降为零的时间和增加在停机过程中单位时间内经过气缸的新鲜空气量，将停机前燃烧产生的水汽含量较高的废气完全排出，防止发动机停机后残留的废气在火花塞上形成结冰，导致火花塞在下次启动时工作不正常，造成发动机冷启动困难。
作为本实施例的优选方案，还包括环境温度传感器3；所述环境温度传感器3与所述ECU1连接，用于获取当前发动机5所处的环境温度；所述环境温度传感器3设置在所述发动机5的外部，且不与所述发动机5接触，用于获取外部的温度，以防止在环境温度过低时，在火花塞上形成结冰，使火花塞8在下次启动时工作不正常，导致冷启动困难。
进一步地，所述转速传感器4设置在所述发动机5的内部，用于监测所述发动机5的转速，反馈至所述ECU1以控制所述发动机5的转速直到达到预设转速值，然后停止喷射天然气，并将所述节气门2完全打开。同时，当所述转速传感器4监测到所述发动机5的转速降为零，则关闭所述节气门2，所述发动机5正常停机，控制器断电，完成整个控制。
更进一步地，所述发动机5运行时，所述进气管6中为天然气；所述发动机5发出停机请求后，所述进气管6中为空气。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种预防火花塞结冰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：当发动机停机时，发动机电子控制单元ECU控制发动机的转速达到预设转速值；
S2：所述ECU控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门打开；
S3：所述ECU检测发动机转速，当所述转速为零时，关闭节气门，发动机正常停机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：
S0：所述ECU检测到停机请求后，判断当前环境温度是否低于预设温度值，当前车辆档位是否处于空档，以及当前车速是否为零，如果三个判断结果均为是，则执行S1，否则执行S2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S0进一步包括：所述ECU通过环境温度传感器获取当前发动机所处的环境温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2进一步包括：所述ECU控制所述节气门完全打开。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2进一步包括：所述ECU控制所述节气门打开后，空气通过进气管进入发动机的气缸。
6.一种预防火花塞结冰的装置，其特征在于，包括：发动机电子控制单元ECU、节气门、转速传感器、发动机、进气管、排气管和火花塞；
所述节气门和所述转速传感器均与所述ECU连接；
所述进气管、所述排气管和所述火花塞均与所述发动机连接；
所述节气门设置在所述进气管上；
所述控制单元ECU，用于当发动机停机时，控制发动机的转速达到预设转速值；控制天然气发动机停止喷射天然气，并控制节气门打开；检测发动机转速，当所述转速为零时，关闭节气门，发动机正常停机；所述转速传感器，用于获取当前发动机的转速。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述ECU连接，用于获取当前发动机所处的环境温度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述环境温度传感器设置在所述发动机的外部，且不与所述发动机接触。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转速传感器设置在所述发动机内部。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
发动机运行时，所述进气管中为天然气；
发动机发出停机请求后，所述进气管中为空气。
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