CN107524529B - 天然气发动机辅助制动系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法，该系统包括发动机电控单元以及与其信号连接的制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器、燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器；当天然气发动机辅助制动进入条件满足时，先切断燃料供给，经过一定延迟时间后，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，再打开发动机辅助制动器，然后控制节气门体打开一定开度；当天然气发动机辅助制动退出条件满足时，先关闭节气门体，经过一定延迟时间后，再关闭发动机辅助制动器，然后恢复燃料供给。本设计不仅可避免进气管回火、后燃现象及排放超标，而且发动机的制动功率高、平稳性好。

Description

天然气发动机辅助制动系统的控制方法

技术领域

本发明涉及发动机电控系统领域，尤其涉及一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法，主要适用于解决进气管回火、后燃及排放超标的问题。

背景技术

现有的柴油发动机辅助制动的控制方法在发动机辅助制动工作时，虽然立即停止燃料供给，但对于进气管预混合的天然气发动机来说，进气管内仍然有未燃气体进入缸内，如果排气制动蝶阀关闭时刻和燃料切断时刻同步，则排气背压会突然变大，从而导致缸内气体窜到进气管，产生回火现象，导致节气门体和传感器的损坏，同时未燃气体进入排气系统，还会造成后燃现象，不仅破坏后处理系统，还会导致排放超标。

中国专利，授权公告号为CN104632438B，授权公告日为2017年2月1日的发明公开了一种集成式商用电控柴油发动机起停和辅助制动系统及方法，该系统包括集成式起动机发电机装置、泄气式发动机制动装置、ECU，ECU安装在发动机上，ECU还连接有车速传感器、发动机转速传感器、离合器状态传感器、变速箱档位传感器、油门位置传感器和温度传感器；该系统的控制方法包括ECU根据车速传感器、发动机转速传感器、离合器状态传感器、变速箱档位传感器、油门位置传感器、水温传感器和进气温度传感器检测的信号发出指令，控制发动机停油并打开泄气式发动机制动装置或者停止泄气式发动机制动装置并控制发动机喷油。虽然该发明降低了发动机制造成本。但是其仍然存在以下缺陷：该发明在控制发动机停油的同时打开泄气式发动机制动装置，此控制方法应用于天然气发动机时，则会导致缸内气体窜到进气管，产生回火、后燃现象，也会导致排放超标。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的进气管回火、后燃现象及排放超标的缺陷与问题，提供一种可避免进气管回火、后燃现象及排放超标的天然气发动机辅助制动系统的控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法，所述天然气发动机辅助制动系统包括发动机电控单元以及与其信号连接的制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器、燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器，所述发动机电控单元接收制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器发送的信号，所述发动机电控单元发送控制指令至燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器；

所述控制方法包括以下步骤：当天然气发动机辅助制动进入条件满足时，先切断燃料供给，以使燃气喷射器停止工作，再经过一定延迟时间后，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，然后打开发动机辅助制动器。

当所述发动机辅助制动器打开后，通过所述发动机电控单元控制节气门体打开一定开度。

当天然气发动机辅助制动退出条件满足时，先关闭节气门体，经过一定延迟时间后，再关闭发动机辅助制动器，然后恢复燃料供给，以使燃气喷射器开始工作。

所述进入条件满足是指以下五个条件同时满足：制动请求开关打开、油门位置传感器检测油门踏板开度信号为零、离合器位置传感器检测离合器结合、变速箱档位传感器检测变速箱在档、发动机转速传感器检测发动机转速高于一定阀值。

所述退出条件满足是指以下五个条件中任一条件满足：制动请求开关关闭、油门位置传感器检测油门踏板开度信号大于零、离合器位置传感器检测离合器分离、变速箱档位传感器检测变速箱空档、发动机转速传感器检测发动机转速低于一定阀值。

所述发动机辅助制动器包括发动机缸内泄气制动器与排气制动器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法中当天然气发动机辅助制动进入条件满足时，先切断燃料供给，以使燃气喷射器停止工作，再经过一定延迟时间后，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，然后打开发动机辅助制动器，上述控制方法可避免进气管回火、后燃现象及排放超标。因此，本发明可避免进气管回火、后燃现象及排放超标。

2、本发明一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法中当发动机辅助制动器打开后，通过发动机电控单元控制节气门体打开一定开度，上述控制方法增加了进入缸内的空气量，从而提高了发动机的制动功率。因此，本发明提高了发动机的制动功率。

3、本发明一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法中当天然气发动机辅助制动退出条件满足时，先关闭节气门体，经过一定延迟时间后，再关闭发动机辅助制动器，然后恢复燃料供给，以使燃气喷射器开始工作，上述控制方法可避免发动机扭矩突然增大，从而造成车辆抖动。因此，本发明平稳性好。

附图说明

图1是本发明中天然气发动机辅助制动系统的结构示意图。

图2是本发明中天然气发动机辅助制动进入的流程示意图。

图3是本发明中天然气发动机辅助制动退出的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图3，一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法，所述天然气发动机辅助制动系统包括发动机电控单元以及与其信号连接的制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器、燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器，所述发动机电控单元接收制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器发送的信号，所述发动机电控单元发送控制指令至燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器；

所述控制方法包括以下步骤：当天然气发动机辅助制动进入条件满足时，先切断燃料供给，以使燃气喷射器停止工作，再经过一定延迟时间后，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，然后打开发动机辅助制动器。

当所述发动机辅助制动器打开后，通过所述发动机电控单元控制节气门体打开一定开度。

当天然气发动机辅助制动退出条件满足时，先关闭节气门体，经过一定延迟时间后，再关闭发动机辅助制动器，然后恢复燃料供给，以使燃气喷射器开始工作。

所述进入条件满足是指以下五个条件同时满足：制动请求开关打开、油门位置传感器检测油门踏板开度信号为零、离合器位置传感器检测离合器结合、变速箱档位传感器检测变速箱在档、发动机转速传感器检测发动机转速高于一定阀值。

所述退出条件满足是指以下五个条件中任一条件满足：制动请求开关关闭、油门位置传感器检测油门踏板开度信号大于零、离合器位置传感器检测离合器分离、变速箱档位传感器检测变速箱空档、发动机转速传感器检测发动机转速低于一定阀值。

所述发动机辅助制动器包括发动机缸内泄气制动器与排气制动器。

本发明的原理说明如下：

现有的柴油发动机辅助制动系统的控制方法为：发动机辅助制动请求开关打开后，当驾驶员松开离合器踏板和油门踏板，且变速箱在档和发动机转速高于某一阀值时，发动机辅助制动系统开始工作；当驾驶员关闭发动机辅助制动请求开关、或踩下离合器踏板或油门踏板，或变速箱档位变为空挡，或发动机转速低于某一阀值时，以上任一条件满足时，发动机辅助制动系统将立即解除。在发动机辅助制动工作模式下，发动机将停止喷油，可以降低油耗。此种方法在柴油机机型中应用广泛，柴油发动机不同于天然气发动机，它属于压燃式发动机，采用缸内直喷技术，没有点火系统和节气门体。本设计一种天然气发动机特有的发动机辅助制动控制方法，在柴油发动机辅助制动的控制方法基础上，增加发动机辅助制动进入延迟时间、退出延迟时间和节气门体控制。

1、增加发动机辅助制动进入延迟时间

受限于天然气车载增压技术的限制，天然气发动机大多采用进气管预混合的燃气供给技术，并采用火花塞点火的方式来引燃混合气。发动机电控单元通过检测制动请求开关信号来判断制动需求，当制动请求开关打开时表明驾驶员有制动需求，此时，检测油门踏板开度信号是否为零、离合器是否结合、变速箱是否在档、发动机转速是否高于某个阀值，来判断发动机辅助制动器的工作条件是否满足，当以上五个条件同时满足时，发动机首先切断燃料供给，在燃气喷射器停止喷射超过一定时间后，此时，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，发动机辅助制动器开始工作，可避免进气管回火、后燃现象及排放超标。这里的发动机转速阀值、燃气喷射器停止喷射时间均可在台架制动试验过程中标定。

2、增加节气门体控制

所有的天然气发动机都安装有节气门体，这是点燃式发动机的特性，类似于汽油机，都需要通过节气门体来精确控制进入缸内的新鲜空气量，进而实现空燃比的精确控制；对于增加了节气门体的天然气发动机来说，在发动机辅助制动工作时，发动机处于反拖工况，此时节气门体处于常关状态，会导致缸内进气流量的降低，最终导致发动机制动功率的下降。为了提高进入缸内的进气流量，从而增大制动功率，发动机电控单元控制节气门体打开一定开度，这里的节气门体开启开度可在台架制动试验过程中标定。

3、增加发动机辅助制动退出延迟时间

发动机电控单元通过检测制动请求开关信号、油门踏板开度信号、离合器位置传感器信号、变速箱档位信号和发动机转速信号来判断是否退出发动机辅助制动系统，当制动请求开关关闭、油门踏板开度信号大于零、离合器分离、变速箱空档、发动机转速低于某个阀值五个条件中的任一条件满足时，在节气门体关闭超过一定时间后，发动机辅助制动器停止工作，最后恢复燃料供给，可避免发动机扭矩突然增大而造成车辆抖动。这里的发动机转速阀值、节气门体关闭时间均可在台架制动试验过程中标定。

发动机电控单元接收制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器和发动机转速传感器发出的信号，在完成对信号的处理后，控制燃气喷射器、节气门体和发动机辅助制动器工作。本设计提到的发动机辅助制动器为发动机缸内泄气制动器和排气制动器的总称，二者为两种常见的发动机辅助制动技术，当需要发动机辅助制动器工作时，二者同时工作。

实施例：

参见图1，一种天然气发动机辅助制动系统包括发动机电控单元以及与其信号连接的制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器、燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器，所述发动机电控单元接收制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器发送的信号，所述发动机电控单元发送控制指令至燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器；所述发动机辅助制动器包括发动机缸内泄气制动器与排气制动器。

按上述方案，参见图2、图3，一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法包括以下步骤：当天然气发动机辅助制动进入条件满足时，先切断燃料供给，以使燃气喷射器停止工作，再经过一定延迟时间后，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，然后打开发动机辅助制动器，当所述发动机辅助制动器打开后，通过所述发动机电控单元控制节气门体打开一定开度；所述进入条件满足是指以下五个条件同时满足：制动请求开关打开、油门位置传感器检测油门踏板开度信号为零、离合器位置传感器检测离合器结合、变速箱档位传感器检测变速箱在档、发动机转速传感器检测发动机转速高于一定阀值；当天然气发动机辅助制动退出条件满足时，先关闭节气门体，经过一定延迟时间后，再关闭发动机辅助制动器，然后恢复燃料供给，以使燃气喷射器开始工作；所述退出条件满足是指以下五个条件中任一条件满足：制动请求开关关闭、油门位置传感器检测油门踏板开度信号大于零、离合器位置传感器检测离合器分离、变速箱档位传感器检测变速箱空档、发动机转速传感器检测发动机转速低于一定阀值。

Claims (2)

1.一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法，其特征在于：

所述天然气发动机辅助制动系统包括发动机电控单元以及与其信号连接的制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器、燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器，所述发动机电控单元接收制动请求开关、油门位置传感器、离合器位置传感器、变速箱档位传感器、发动机转速传感器发送的信号，所述发动机电控单元发送控制指令至燃气喷射器、节气门体、发动机辅助制动器；

所述控制方法包括以下步骤：当天然气发动机辅助制动进入条件满足时，先切断燃料供给，以使燃气喷射器停止工作，再经过一定延迟时间后，进气管内残余的燃料已经燃烧完毕，然后打开发动机辅助制动器；

所述进入条件满足是指以下五个条件同时满足：制动请求开关打开、油门位置传感器检测油门踏板开度信号为零、离合器位置传感器检测离合器结合、变速箱档位传感器检测变速箱在档、发动机转速传感器检测发动机转速高于一定阀值；

当所述发动机辅助制动器打开后，通过所述发动机电控单元控制节气门体打开一定开度；

当天然气发动机辅助制动退出条件满足时，先关闭节气门体，经过一定延迟时间后，再关闭发动机辅助制动器，然后恢复燃料供给，以使燃气喷射器开始工作；

所述退出条件满足是指以下五个条件中任一条件满足：制动请求开关关闭、油门位置传感器检测油门踏板开度信号大于零、离合器位置传感器检测离合器分离、变速箱档位传感器检测变速箱空档、发动机转速传感器检测发动机转速低于一定阀值。

2.根据权利要求1所述的一种天然气发动机辅助制动系统的控制方法，其特征在于：所述发动机辅助制动器包括发动机缸内泄气制动器与排气制动器。

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