CN109026408A - 自动判断燃气成分的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动判断燃气成分的系统及方法，自动判断燃气成分的系统包括：发动机燃气气罐、液位传感器、燃气调压器、喷嘴气轨总成、混合器、排气氧传感器及ECU。液位传感器设置于发动机燃气气罐上，液位传感器用以监测发动机燃气气罐内的液位；燃气调压器用以调节燃气的压力；喷嘴气轨总成与燃气调压器的另一端连通；混合器用以接收喷嘴所喷射的燃气，并将燃气输送至发动机气缸中；排气氧传感器用以监测当前排气浓度和记录燃气喷射闭环量。借此，本发明的自动判断燃气成分的系统，可以在线对燃气成分自动判断，实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算及发动机点火提前角控制，保证了发动机的排放性和经济性。

Description

自动判断燃气成分的系统及方法
技术领域
本发明是关于燃气发动机领域，特别是关于一种自动判断燃气成分的系统及方法。
背景技术
燃气成分在实际使用过程中，随着使用区域的不同燃气成分也不同，例如广东的气源甲烷含量95％以上，而新疆南部的气源可能只有75％的甲烷以及8％的乙烷等。
燃气成分对燃气发动机的性能和排放影响比较大，当前燃气发动机为适应不同的燃气成分，主要有几种措施进行应对，第一为根据当地加气站提供的燃气成分针对性的提供发动机标定数据，主要用于城市公交；第二为按照甲烷含量最低的车用燃气成分进行标定，保证安全性，主要用于长途卡车；第三中为加装爆震监控系统，适应不同的气体成分。
上述的三种措施均有不足的地方，第一种措施需要根据档期成分针对标定，工作量大，且当地进口气源变化时无法有效应对；第二种措施则发动机的经济性差，无法达到发动机的最佳性能和排放；第三种方案则加装爆震系统，成本高。
目前发动机在实际应用中没有在线发动机自动判断燃气成分的系统及方法。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动判断燃气成分的系统及方法，其保证了发动机的排放性和经济性。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种自动判断燃气成分的系统，包括：发动机燃气气罐、液位传感器、燃气调压器、喷嘴气轨总成、混合器、排气氧传感器以及ECU。发动机燃气气罐用以提供燃气；液位传感器设置于发动机燃气气罐上，且液位传感器用以监测发动机燃气气罐内的液位；燃气调压器一端与发动机燃气罐连通，且燃气调压器用以调节燃气的压力；喷嘴气轨总成与燃气调压器的另一端连通，且喷嘴气轨总成包括至少一个喷嘴，喷嘴用以喷射燃气；混合器用以接收喷嘴所喷射的燃气，并将燃气输送至发动机气缸中；排气氧传感器设置于发动机气缸的排气端，且排气氧传感器用以监测当前排气浓度和记录燃气喷射闭环量；以及ECU与液位传感器、燃气调压器、喷嘴气轨总成、发动机缸及排气氧传感器信号连接。
在一优选的实施方式中，自动判断燃气成分的系统还包括燃气压力传感器，其设置于喷嘴气轨总成上，燃气压力传感器用以实时监测燃气的压力，且燃气压力传感器与ECU信号连接。
在一优选的实施方式中，喷嘴气轨总成与混合器是通过管路连通的。
在一优选的实施方式中，ECU内置有多种标准成分的燃气喷射闭环量。
在一优选的实施方式中，多种标准成分的燃气喷射闭环量的数量为四种。
本发明另一方面提供了一种自动判断燃气成分的方法，其基于上述的自动判断燃气成分的系统，自动判断燃气成分的方法包括以下步骤：步骤一：ECU通过液位传感器判断发动机燃气气罐内的液位是否有增加；步骤二：当所述发动机燃气管内的液位增加，所述ECU对比发动机的当前工况与预设工况，当达到运行条件后自动触发在线判断功能；步骤三：将排气氧传感器检测到的燃气喷射闭环量与所述ECU内置的四种标准成分的燃气喷射闭环量进行对比，从而判断排气氧传感器检测到的所述燃气喷射闭环量的成分属于所述ECU内置的哪一种所述标准成分的燃气喷射闭环量；步骤四：所述ECU根据当前所述燃气喷射闭环量的成分实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算及发动机点火提前角控制。
与现有技术相比，根据本发明的自动判断燃气成分的系统及方法，可以在线对燃气成分自动判断，实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算及发动机点火提前角控制，从而使得发动机在最优的标定数据下工作，保证了发动机的排放性和经济性，并且充分利用原有发动机的传感器，无需额外的开关和传感器，硬件成本无增加。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的自动判断燃气成分的系统的结构示意图。
主要附图标记说明：
1-发动机燃气气罐，2-液位传感器，3-燃气调压器，4-喷嘴气轨总成，5-燃气压力传感器，6-管路，7-混合器，8-发动机气缸，9-排气氧传感器，10-ECU。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，图1是根据本发明一实施方式的自动判断燃气成分的系统的结构示意图。
根据本发明一优选实施方式的一种自动判断燃气成分的系统，包括：发动机燃气气罐1、液位传感器2、燃气调压器3、喷嘴气轨总成4、混合器7、排气氧传感器9以及ECU10。发动机燃气气罐1用以提供燃气；液位传感器2设置于发动机燃气气罐1上，且液位传感器2用以监测发动机燃气气罐1内的液位；燃气调压器3一端与发动机燃气罐连通，且燃气调压器3用以调节燃气的压力；喷嘴气轨总成4与燃气调压器3的另一端连通，且喷嘴气轨总成4包括至少一个喷嘴，且喷嘴用以喷射燃气；混合器7用以接收喷嘴所喷射的燃气，并将燃气输送至发动机气缸8中；排气氧传感器9设置于发动机气缸8的排气端，且排气氧传感器9用以监测当前排气浓度和记录燃气喷射闭环量；以及ECU10与液位传感器2、燃气调压器3、喷嘴气轨总成4、发动机缸及排气氧传感器9信号连接。其中，至少一个喷嘴的数量为四个，但本发明不以此为限。
在一优选的实施方式中，自动判断燃气成分的系统还包括燃气压力传感器5，其设置于喷嘴气轨总成4上，燃气压力传感器5用以实时监测燃气的压力，且燃气压力传感器5与ECU10信号连接。
在一优选的实施方式中，喷嘴气轨总成4与混合器7是通过管路6连通的；ECU10内置有多种标准成分的燃气喷射闭环量；多种标准成分的燃气喷射闭环量的数量为四种。
根据本发明另一优选实施方式的一种自动判断燃气成分的方法，其基于上述的自动判断燃气成分的系统，自动判断燃气成分的方法包括以下步骤：步骤一：ECU10通过液位传感器2判断发动机燃气气罐1内的液位是否有增加；步骤二：当所述发动机燃气管内的液位增加，所述ECU10对比发动机的当前工况与预设工况，当达到运行条件后自动触发在线判断功能；步骤三：将排气氧传感器9检测到的燃气喷射闭环量与所述ECU10内置的四种标准成分的燃气喷射闭环量进行对比，从而判断排气氧传感器9检测到的所述燃气喷射闭环量的成分属于所述ECU10内置的哪一种所述标准成分的燃气喷射闭环量；步骤四：所述ECU10根据当前所述燃气喷射闭环量的成分实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算及发动机点火提前角控制。
在实际应用中，液位传感器2监测到发动机燃气气罐1内的液位增加，此时发动机实时运行工况达到内置的工况条件，且无发动机相关故障，超过一定时间阈值，则激活设定程序。ECU10控制燃气调压器3在设定压力范围，通过燃气压力传感器5记录，并通过排气氧传感器9记录排气浓度和燃气闭环控制量。此时根据当前燃气闭环喷射量与ECU10内置的四种标准成分的燃气喷射闭环量(四种气体成分喷射计算量)进行比较，确认当前燃气的成分。ECU10根据当前燃气成分实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算及发动机点火提前角控制，从而保证了发动机的排放性和经济性。
总之，本发明的自动判断燃气成分的系统及方法，在发动机实际运行过程中，通过判断燃气系统中液位增加变化，从而判断发动机可能在当前进行了加气。并通过发动机当前工况与预设工况，达到运行条件后自动触发在线判断功能，充分利用原有发动机的传感器，无需额外开关和传感器，硬件成本无增加。同时利用在线运行喷嘴控制，通过氧传感器检测喷射闭环量，且与内置四种标准成分的喷射闭环量对比，从而判断燃气成分属于ECU中内置哪一种成分，随之根据燃气成分实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算、发动机点火提前角控制，保证了发动机的排放性和经济性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种自动判断燃气成分的系统，其特征在于，包括：
发动机燃气气罐，其用以提供燃气；
液位传感器，其设置于所述发动机燃气气罐上，且所述液位传感器用以监测所述发动机燃气气罐内的液位；
燃气调压器，其一端与所述发动机燃气罐连通，且所述燃气调压器用以调节所述燃气的压力；
喷嘴气轨总成，其与所述燃气调压器的另一端连通，且所述喷嘴气轨总成包括至少一个喷嘴，所述喷嘴用以喷射所述燃气；
混合器，其用以接收所述喷嘴所喷射的所述燃气，并将所述燃气输送至发动机气缸中；
排气氧传感器，其设置于所述发动机气缸的排气端，且所述排气氧传感器用以监测当前排气浓度和记录燃气喷射闭环量；以及
ECU，其与所述液位传感器、所述燃气调压器、所述喷嘴气轨总成、所述发动机缸及所述排气氧传感器信号连接。
2.如权利要求1所述的自动判断燃气成分的系统，其特征在于，还包括燃气压力传感器，其设置于所述喷嘴气轨总成上，所述燃气压力传感器用以实时监测所述燃气的压力，且所述燃气压力传感器与所述ECU信号连接。
3.如权利要求1所述的自动判断燃气成分的系统，其特征在于，所述喷嘴气轨总成与所述混合器是通过管路连通的。
4.如权利要求1所述的自动判断燃气成分的系统，其特征在于，所述ECU内置有多种标准成分的燃气喷射闭环量。
5.如权利要求4所述的自动判断燃气成分的系统，其特征在于，所述多种标准成分的燃气喷射闭环量的数量为四种。
6.一种自动判断燃气成分的方法，其基于如权利要求1至5任一项所述的自动判断燃气成分的系统，其特征在于，所述自动判断燃气成分的方法包括以下步骤：
步骤一：ECU通过液位传感器判断发动机燃气气罐内的液位是否有增加；
步骤二：当所述发动机燃气管内的液位增加，所述ECU对比发动机的当前工况与预设工况，当达到运行条件后自动触发在线判断功能；
步骤三：将排气氧传感器检测到的燃气喷射闭环量与所述ECU内置的四种标准成分的燃气喷射闭环量进行对比，从而判断排气氧传感器检测到的所述燃气喷射闭环量的成分属于所述ECU内置的哪一种所述标准成分的燃气喷射闭环量；
步骤四：所述ECU根据当前所述燃气喷射闭环量的成分实时调节发动机的燃料喷射计算、空燃比浓度计算及发动机点火提前角控制。
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