專利名稱：電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)：
為提高電子控制的順序多點(diǎn)噴射天然氣發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性，需要對天然氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，確定各種工況下的最佳噴射量、點(diǎn)火提前角和過量空氣系數(shù)等參數(shù)。目前國內(nèi)一般采用手工標(biāo)定的辦法，即由手動控制噴射量和點(diǎn)火提前角等參數(shù)，在發(fā)動機(jī)達(dá)到較佳狀態(tài)后，用手工記下各個控制參數(shù)和發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)。在整個標(biāo)定試驗(yàn)做完之后，對記錄下來的各個控制參數(shù)進(jìn)行分析整理，最后確定各個脈譜數(shù)據(jù)，離線寫入ECU的存儲器中。發(fā)動機(jī)啟動之后，ECU利用這些參數(shù)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制。這種標(biāo)定方法有以下不足自動化程度底，需要手工記錄各種狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)，因而需要的試驗(yàn)人員較多；不能對系統(tǒng)的某些參數(shù)(例如噴射延遲角或水溫設(shè)定值等)進(jìn)行在線修改，如果這些參數(shù)不合理需要修改時，必須停機(jī)重寫程序，降低了標(biāo)定效率；由于不能查看整個脈譜以及多個脈譜的整體情況，不能對脈譜數(shù)據(jù)的合理性和正確性作出直觀的判斷，試驗(yàn)容易發(fā)生偏差，造成重復(fù)試驗(yàn)，延長標(biāo)定時間。由于脈譜一般采用規(guī)格化的網(wǎng)格，試驗(yàn)點(diǎn)必須選擇網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上，因而試驗(yàn)過程中把發(fā)動機(jī)狀態(tài)調(diào)整到節(jié)點(diǎn)所要求的狀態(tài)需要的時間較長。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)和控制方法，能方便地為提高標(biāo)定的準(zhǔn)確性以及標(biāo)定效率，減少發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的次數(shù)和時間，并使標(biāo)定后的天然氣發(fā)動機(jī)具有優(yōu)化的性能，本發(fā)明利用電子技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)，開發(fā)出了能夠克服以上不足的高度自動化和可視化的電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)。
電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)由電控單元ECU、PC機(jī)、試驗(yàn)臺架監(jiān)控柜以及多個傳感器和執(zhí)行器所組成，傳感器有進(jìn)氣壓力傳感器、同步信號傳感器、氧傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、水溫傳感器、氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器有噴射閥、點(diǎn)火裝置和怠速旁通閥，上述的傳感器連接于天然氣發(fā)動機(jī)，將信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳給電控單元ECU，執(zhí)行器連接于電控單元ECU和天然氣發(fā)動機(jī)之間，將電控單元ECU發(fā)出的控制信號通過執(zhí)行器動作，控制天然氣發(fā)動機(jī)；監(jiān)控柜連接測功機(jī)、排放儀和燃?xì)饬髁坑嫞娍貑卧狤CU與PC機(jī)連接。
一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)和控制方法步驟1各傳感器將所采集的信號輸入到電控單元ECU，經(jīng)信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成微控制器可以識別的信號，步驟2電控單元ECU通過對這些信號的分析和判斷，可以知道發(fā)動機(jī)當(dāng)前所處的工況，并且根據(jù)儲存在電控單元ECU中的噴射量脈譜和點(diǎn)火提前角脈譜以及各修正曲線中的數(shù)據(jù)計算出當(dāng)前的噴射脈寬和點(diǎn)火提前角，步驟3將指令傳給噴氣閥和點(diǎn)火線圈的驅(qū)動電路，控制噴氣閥的開通時刻和持續(xù)時間以及點(diǎn)火線圈的通電時間以及點(diǎn)火時刻，結(jié)合試驗(yàn)臺架使發(fā)動機(jī)正常工作。
步驟4若發(fā)動機(jī)工作不正常，修改監(jiān)控系統(tǒng)采集發(fā)動機(jī)的扭矩、燃?xì)饬髁?、功率和廢氣排放值等參數(shù)，修改后的參數(shù)為標(biāo)定參數(shù)通過通訊接口立即將這些參數(shù)傳給電控單元ECU，電控單元ECU根據(jù)這標(biāo)定參數(shù)重新計算噴射量等參數(shù)，并通過驅(qū)動電路控制噴射閥和點(diǎn)火線圈等執(zhí)行器改變發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合試驗(yàn)臺架上采集的數(shù)據(jù)，對發(fā)動機(jī)新的運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)行判斷和評價，如果發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，動力性和排放性達(dá)到要求，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良，則認(rèn)為該標(biāo)定參數(shù)為最優(yōu)，否則繼續(xù)改變該參數(shù)，重新進(jìn)行以上過程，直到達(dá)到最優(yōu)為止。
本發(fā)明的有益效果可以將系統(tǒng)的各種狀態(tài)參數(shù)和控制自動地記錄并以直觀的形式顯示出來，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性；可以同時查看整個脈譜數(shù)據(jù)以及各條曲線，可以檢查各個參數(shù)是否正確合理，指導(dǎo)標(biāo)定試驗(yàn)的進(jìn)行；能分別標(biāo)定多個脈譜，曲線和常量，并能同時標(biāo)定兩個脈譜或曲線；能實(shí)時修改各個脈譜數(shù)據(jù)，曲線和常量，并能將修改結(jié)果自動保存在電控單元ECU內(nèi)，使電控單元ECU總是使用最新的控制參數(shù)，提高了標(biāo)定效率。采用非規(guī)格化脈譜網(wǎng)格，標(biāo)定點(diǎn)的選擇自由性增大，使標(biāo)定容易進(jìn)行，減少了標(biāo)定時間。直接選用標(biāo)定試驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)作為脈譜數(shù)據(jù)，不需要進(jìn)行整理和插值，減少了工作量，提高了控制精度。


圖1是標(biāo)定系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的箭頭表示狀態(tài)信號或控制信號的傳遞方向。
圖2是標(biāo)定系統(tǒng)的脈譜圖在線標(biāo)定界面，所有脈譜圖的標(biāo)定界面都是相同的，但是內(nèi)容不一樣。本系統(tǒng)可以標(biāo)定多達(dá)32個脈譜。
圖3是脈譜表，以表格形式顯示當(dāng)前脈譜數(shù)據(jù)，并可對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、保存等操作。
圖4是脈譜圖，以曲線形式顯示當(dāng)前脈譜數(shù)據(jù)，可以將整個脈譜保存位文件或從某個已保存的脈譜數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明系統(tǒng)組成如圖1所示。
本系統(tǒng)中ECU中的微控制器采用的是Motorola公司生成的MCS12DP256芯片，這是一個16位的微控制器，帶256K FLASH ROM，4K RAM和8K EEROM.，有一個8通道的增強(qiáng)型定時器，兩個8通道的10位A/D轉(zhuǎn)換模塊以及SCI、SPI以及CAN等通訊模塊，其功能和性能能夠滿足標(biāo)定系統(tǒng)要求。本系統(tǒng)中PC機(jī)上的標(biāo)定程序采用面向?qū)ο蟮腣isual C++6.0進(jìn)行開發(fā)，而電控單元ECU中的程序采用C語言進(jìn)行設(shè)計。
電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)由電控單元ECU、PC機(jī)、試驗(yàn)臺架監(jiān)控柜以及多個傳感器和執(zhí)行器所組成，傳感器有進(jìn)氣壓力傳感器、同步信號傳感器、氧傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器有噴射電磁閥、點(diǎn)火裝置和怠速旁通閥，上述的傳感器連接于天然氣發(fā)動機(jī)，將信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳給電控單元ECU，執(zhí)行器連接于電控單元ECU和天然氣發(fā)動機(jī)之間，將電控單元ECU發(fā)出的控制信號通過執(zhí)行器動作，控制天然氣發(fā)動機(jī)；監(jiān)控柜連接測功機(jī)、排放儀和燃?xì)饬髁坑?，電控單元ECU與PC機(jī)連接。傳感器分別采集發(fā)動機(jī)的對應(yīng)狀態(tài)參數(shù)信號。對于多點(diǎn)順序噴射的天然氣發(fā)動機(jī)，每缸配備一個電磁閥以及一套點(diǎn)火裝置。點(diǎn)火裝置由點(diǎn)火模塊、點(diǎn)火線圈和火花塞連接組成。點(diǎn)火模塊用于將ECU傳來的脈沖控制信號轉(zhuǎn)化為驅(qū)動點(diǎn)火線圈的大電流信號。點(diǎn)火能量的大小由ECU通過控制線圈通電持續(xù)時間來調(diào)節(jié)。為了保證點(diǎn)火線圈和火花塞的安全和使用壽命，點(diǎn)火模塊應(yīng)當(dāng)具有限流功能。
進(jìn)氣壓力傳感器采用的是Motorola公司生產(chǎn)的MPX5500型絕對壓力傳感器。
同步信號傳感器的感應(yīng)元件是霍爾元件，提供信號的齒盤安裝在凸輪軸上，其上有5個大齒和兩個小齒。每個大齒的齒根和齒頂所占的圓周角均為30度，兩個小齒的齒頂和它們之間的齒根所占的圓周角均為10度。安裝時，沿著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒌诙€小齒的前沿對準(zhǔn)發(fā)動機(jī)1缸的壓縮上止點(diǎn)。
氧傳感器采用的日本NTK公司生產(chǎn)的4001675型寬域氧傳感器。
進(jìn)氣溫度傳感器和水溫傳感器采用的是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，為現(xiàn)有市售產(chǎn)品。
節(jié)氣門位置傳感器是一個與節(jié)氣門轉(zhuǎn)軸相連的電位器，為現(xiàn)有市售產(chǎn)品。
轉(zhuǎn)速傳感器采用的是飛利浦(Philips)公司生產(chǎn)的KMI15系列磁阻式集成轉(zhuǎn)速傳感器。
天然氣噴射電磁閥的型號為HSV-SP21，為貴州紅林科技開發(fā)有限公司產(chǎn)品。
點(diǎn)火裝置為天津高仕達(dá)汽車電器廠產(chǎn)品。
怠速旁通閥是一個位于節(jié)氣門旁邊的閥門，其開度由一個比例電磁鐵控制。比例電磁鐵的型號為MFE3-045，為寧波市鎮(zhèn)海華力液壓機(jī)電有限公司產(chǎn)品。
監(jiān)控柜的型號為FST2，測功機(jī)的型號為CW260，這兩者均為洛陽南峰機(jī)電設(shè)備公司產(chǎn)品。
排放儀的型號為Digas 4000，為奧地利AVL公司產(chǎn)品。
燃?xì)饬髁坑嫷男吞枮镃NG50，是意大利Micro Motion公司產(chǎn)品。
電控單元ECU采集的各個狀態(tài)參數(shù)可通過通訊接口上傳到標(biāo)定軟件的監(jiān)控界面上直觀地顯示出來，再根據(jù)試驗(yàn)臺架的監(jiān)控系統(tǒng)采集發(fā)動機(jī)的扭矩、燃?xì)饬髁俊⒐β屎蛷U氣排放值等參數(shù)，可以全面確定發(fā)動機(jī)當(dāng)時的運(yùn)行狀況。當(dāng)按照標(biāo)定試驗(yàn)的要求選定標(biāo)定內(nèi)容后，打開相應(yīng)的標(biāo)定界面，在標(biāo)定界面上可以修改需要標(biāo)定的參數(shù)，例如噴射脈寬或點(diǎn)火提前角，修改后的參數(shù)通過通訊接口立即將這些參數(shù)傳給電控單元ECU，電控單元ECU根據(jù)這些新的參數(shù)重新計算噴射量等參數(shù)，并通過驅(qū)動電路控制噴射閥和點(diǎn)火線圈等執(zhí)行器改變發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，然后發(fā)動機(jī)的新的各種狀態(tài)參數(shù)又實(shí)時地在標(biāo)定界面上顯示出來，再結(jié)合試驗(yàn)臺架上采集的數(shù)據(jù)，對發(fā)動機(jī)新的運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)行判斷和評價，如果發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，動力性和排放性達(dá)到要求，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良，則認(rèn)為該標(biāo)定標(biāo)定參數(shù)為最優(yōu)，否則繼續(xù)改變該參數(shù)，重新進(jìn)行以上過程，直到達(dá)到最優(yōu)為止。電控單元ECU把標(biāo)定好的參數(shù)保存在EEROM中，掉電以后這些數(shù)據(jù)仍不丟失。電控單元ECU每次上電后從EEROM中讀取這些參數(shù)，因而電控單元ECU能總是采用最新的參數(shù)進(jìn)行控制。
標(biāo)定參數(shù)將標(biāo)定的內(nèi)容分為常量、曲線和脈譜三種。常量就是系統(tǒng)的一個設(shè)定參數(shù)，在標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中要確定其一個具體值，在計算機(jī)中用一個字來儲存。曲線就是對應(yīng)于單個變量的數(shù)值系列，在計算機(jī)中用一維表的形式儲存。脈譜是對應(yīng)于兩個變量的數(shù)值陣列，在計算機(jī)中用二維表的形式儲存。本發(fā)明中，將噴射量脈譜和點(diǎn)火提前角以及過量空氣系數(shù)作為脈譜，它們的橫坐標(biāo)都為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)都為進(jìn)氣壓力。在微控制器時鐘頻率以及定時器的分頻數(shù)確定之后，噴射持續(xù)時間(以毫秒表示)和微控制器中的定時器計數(shù)值是成比例對應(yīng)的。最終確定噴射持續(xù)時間的是定時器計數(shù)值，兩者之間需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為了避免這種轉(zhuǎn)換，減少微控制器的運(yùn)算量，噴射量脈譜中存儲并不是噴射持續(xù)時間，而是與之對應(yīng)的定時器計數(shù)值。ECU將定時器計數(shù)值傳給PC機(jī)，PC機(jī)對這一數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在監(jiān)控界面上以噴射持續(xù)時間(ms)形式顯示。
電控單元ECU將定時器計數(shù)值傳給上位機(jī)，為了便于觀察和判斷，PC機(jī)對這一數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在監(jiān)控界面上顯示的是噴射持續(xù)時間。對于點(diǎn)火提前角脈譜，也采用同樣的處理方法。
對于脈譜，本發(fā)明使用了一種非規(guī)格化的網(wǎng)格形式。這種網(wǎng)格的好處是試驗(yàn)點(diǎn)可以不選擇固定的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上，而是可以在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)附近自由選擇，這樣試驗(yàn)時的自由度較大，減少了調(diào)整試驗(yàn)點(diǎn)的所需的時間。對于不在節(jié)點(diǎn)上的工況點(diǎn)，其定時計數(shù)值采用插值方法進(jìn)行計算。本發(fā)明根據(jù)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的情況和精度要求，選取了在相鄰兩個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最接近試驗(yàn)點(diǎn)的4個網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行線性雙內(nèi)插的方法。
本標(biāo)定系統(tǒng)可以用兩種方法來調(diào)節(jié)噴油量。一種是通過標(biāo)定界面向電控單元ECU發(fā)送命令來實(shí)現(xiàn)，另一種采用手動裝置來控制噴油量。后一種方法的好處是調(diào)整方便、電控單元ECU向應(yīng)速度快，所以在標(biāo)定試驗(yàn)初期采用這一方法來控制噴油量。而在脈譜數(shù)據(jù)基本確定后，需要對個別點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整時采用前一種方法，這種方法可以通過標(biāo)定軟件清楚地看到調(diào)整點(diǎn)的情況，便于確定調(diào)整方向和調(diào)整量的大小，并能將調(diào)整后的脈譜數(shù)據(jù)同時傳給電控單元ECU。
對于非規(guī)格化網(wǎng)格脈譜，節(jié)點(diǎn)的具體劃分方法是將轉(zhuǎn)速從700轉(zhuǎn)/分到1200轉(zhuǎn)/分按每100轉(zhuǎn)/分的間隔等分，轉(zhuǎn)速從1200轉(zhuǎn)/分到2200轉(zhuǎn)/分這一范圍內(nèi)按每200轉(zhuǎn)/分的間隔等分，共分為11行。對于作為縱坐標(biāo)的進(jìn)氣壓力，在每一個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，將進(jìn)氣壓力都分成10個間隔，其間隔值并不是固定的，而是隨在該轉(zhuǎn)速下進(jìn)氣壓力的變化范圍而定，并且同一個轉(zhuǎn)速下其間隔值也不是固定的，而是直接采用試驗(yàn)點(diǎn)上實(shí)測的進(jìn)氣壓力值。例如在1200轉(zhuǎn)/分時，進(jìn)氣壓力從的變化范圍是從185(進(jìn)氣壓力采樣值)到390。將這一范圍分為10段，間隔值大約為20，節(jié)點(diǎn)處的進(jìn)氣壓力值分別為185、206、226、245、267、287、308、329、350、372、390。在2200轉(zhuǎn)/分時，進(jìn)氣壓力的變化范圍是從180到480，也將這一范圍分成10段，間隔值大約為30，具體節(jié)點(diǎn)上的進(jìn)氣壓力值由試驗(yàn)時的實(shí)際值確定。為了實(shí)現(xiàn)這種網(wǎng)格劃分方法，需要將節(jié)點(diǎn)處的與噴射量相對應(yīng)的進(jìn)氣壓力值也保存起來。
在脈譜圖標(biāo)定界面中(如圖2所示)，可以在圖形顯示區(qū)域中顯示出當(dāng)前標(biāo)定轉(zhuǎn)速下各試驗(yàn)點(diǎn)的噴射量和進(jìn)氣壓力之間的變化曲線。在窗口右邊的數(shù)據(jù)顯示區(qū)，可以顯示出各個試驗(yàn)的進(jìn)氣壓力和噴射量的具體數(shù)值。結(jié)合窗口下面的相關(guān)命令按鈕，可以將當(dāng)前試驗(yàn)狀態(tài)下的進(jìn)氣壓力值和噴射量數(shù)據(jù)提取到脈譜中，也可以對各個脈譜數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，并傳給電控單元ECU，改變發(fā)動機(jī)的實(shí)際噴射量或點(diǎn)火提前角。在各個命令按鈕上方顯示的是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置和進(jìn)氣壓力等各種狀態(tài)參數(shù)。
本發(fā)明的標(biāo)定軟件可以以脈譜圖和脈譜表兩種方式顯示脈譜數(shù)據(jù)，分別如圖3和圖4所示。在脈譜表中以表格形式完整顯示所有數(shù)據(jù)，并且可以修改任何一個數(shù)據(jù)。脈譜表的上方顯示的是該脈譜各條曲線的名稱，這是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。一個脈譜中最多可以有24條曲線，這里僅使用了11條。在脈譜存儲格式上，采用按發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速分行，一個轉(zhuǎn)速下有一行噴射量數(shù)據(jù)，同時還有一行與各噴射量相對應(yīng)的進(jìn)氣壓力數(shù)據(jù)，因此，一個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下對應(yīng)有兩行脈譜數(shù)據(jù)。在脈譜表的下方有多個命令按鈕，可分別執(zhí)行將脈譜數(shù)據(jù)保存為文件、將文件內(nèi)容讀取為脈譜數(shù)據(jù)、讀取當(dāng)前ECU中的脈譜數(shù)據(jù)、將表中數(shù)據(jù)傳給電控單元ECU以及轉(zhuǎn)到與之對應(yīng)的脈譜圖和在線標(biāo)定界面的功能。在脈譜圖中以曲線形式顯示各條轉(zhuǎn)速下噴射量隨進(jìn)氣壓力的變化關(guān)系，用于觀察脈譜數(shù)據(jù)的分布情況以及變化規(guī)律，可據(jù)此對脈譜數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并指導(dǎo)試驗(yàn)的進(jìn)行。使用脈譜圖下的幾個命令按鈕可以將整個脈譜保存位文件或從某個已保存的脈譜數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)，也可以轉(zhuǎn)到與之對應(yīng)的脈譜表或在線標(biāo)定界面。
PC機(jī)與電控單元ECU之間的通訊采用串口方式，采用RS232接口標(biāo)準(zhǔn)。通訊協(xié)議中對采用1個起始位、1個停止位、8個數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位，波特率19200。每次傳輸一幀數(shù)據(jù)由起始字、命令類型、數(shù)據(jù)和結(jié)束字組成，數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)由命令類型確定。對脈譜和曲線以及常量這些重要的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)傳輸正確。
手動調(diào)節(jié)噴射量是通過一個電位器來實(shí)現(xiàn)的。電位器的輸出電壓經(jīng)濾波等處理后傳輸給微控制器的A/D端口。為了保證噴射量調(diào)節(jié)精度，采用一個可動范圍為10圈的精密電位器。將電位器的輸出電壓變動范圍(0～5伏)成比例地對應(yīng)于噴射量的調(diào)節(jié)范圍(0～25ms)。當(dāng)需要改變噴射量時，旋轉(zhuǎn)電位器，微控制器采集到電位器輸出電壓后即輸出成比例的噴射持續(xù)時間。
權(quán)利要求
1.一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)，由電控單元ECU、PC機(jī)、試驗(yàn)臺架監(jiān)控柜以及傳感器和執(zhí)行器所組成，其特征在于傳感器有進(jìn)氣壓力傳感器、同步信號傳感器、氧傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、水溫傳感器、氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器有噴射閥、點(diǎn)火裝置和怠速旁通閥，上述的傳感器連接于天然氣發(fā)動機(jī)，將信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳給電控單元ECU，執(zhí)行器連接于電控單元ECU和天然氣發(fā)動機(jī)之間，將電控單元ECU發(fā)出的控制信號通過執(zhí)行器動作，監(jiān)控柜連接測功機(jī)、排放儀和燃?xì)饬髁坑?，電控單元ECU與PC機(jī)連接。
2.一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)控制方法，其特征在于采用下列步驟；步驟1各傳感器將所采集的信號輸入到電控單元ECU，經(jīng)信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成微控制器可以識別的信號；步驟2電控單元ECU通過對這些信號的分析和判斷，可以知道發(fā)動機(jī)當(dāng)前所處的工況，并且根據(jù)儲存在電控單元ECU中的噴射量脈譜和點(diǎn)火提前角脈譜以及各修正曲線中的數(shù)據(jù)計算出當(dāng)前的噴射脈寬和點(diǎn)火提前角；步驟3將指令傳給噴氣閥和點(diǎn)火線圈的驅(qū)動電路，控制噴氣閥的開通時刻和持續(xù)時間以及點(diǎn)火線圈的通電時間以及點(diǎn)火時刻，結(jié)合試驗(yàn)臺架使發(fā)動機(jī)正常工作；步驟4若發(fā)動機(jī)工作不正常，修改監(jiān)控系統(tǒng)采集發(fā)動機(jī)的扭矩、燃?xì)饬髁?、功率和廢氣排放值等參數(shù)，修改后的參數(shù)為標(biāo)定參數(shù)通過通訊接口立即將這些參數(shù)傳給電控單元ECU，電控單元ECU根據(jù)這標(biāo)定參數(shù)重新計算噴射量等參數(shù)，并通過驅(qū)動電路控制噴射閥和點(diǎn)火線圈等執(zhí)行器改變發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合試驗(yàn)臺架上采集的數(shù)據(jù)，對發(fā)動機(jī)新的運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)行判斷和評價，如果發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，動力性和排放性達(dá)到要求，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良，則認(rèn)為該標(biāo)定參數(shù)為最優(yōu)，否則繼續(xù)改變該參數(shù)，重新進(jìn)行以上過程，直到達(dá)到最優(yōu)為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)控制方法，其特征電控單元ECU使用EEROM保存需要改變的參數(shù)，電控單元ECU每次上電后從EEROM中讀取這些數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)控制方法，其特征噴射量脈譜中存儲是與噴射持續(xù)時間對應(yīng)的定時器計數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)控制方法，其特征點(diǎn)火提前角脈譜中存儲是與點(diǎn)火提前角對應(yīng)的定時器計數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)控制方法，其特征所述的脈譜，其特征在于采用的是非規(guī)格化的網(wǎng)格形式，作為橫坐標(biāo)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速其間隔值為100轉(zhuǎn)/分或200轉(zhuǎn)/分，而作為縱坐標(biāo)的進(jìn)氣壓力，不同發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下其間隔值不相同，隨著該轉(zhuǎn)速下進(jìn)氣壓力的變化范圍而變化，在各轉(zhuǎn)速下進(jìn)氣壓力范圍劃分為10個間隔，并且同一個轉(zhuǎn)速下其間隔值不固定，直接采用試驗(yàn)時上實(shí)測的進(jìn)氣壓力值，在脈譜數(shù)據(jù)儲存上采用一個轉(zhuǎn)速下對應(yīng)一行噴射量數(shù)據(jù)和一行進(jìn)氣壓力數(shù)據(jù)的格式。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)控制方法，其特征采用了兩種方法來調(diào)節(jié)噴油量，一是通過標(biāo)定界面向電控單元ECU發(fā)送命令，另一種是采用手動裝置，在標(biāo)定試驗(yàn)初期采用后一種方法來可提高效率，而在脈譜數(shù)據(jù)基本確定后，對個別點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整時采用前一種方法可以通過標(biāo)定軟件清楚地看到調(diào)整點(diǎn)的情況，便于確定調(diào)整方向和調(diào)整量的大小，并能將調(diào)整后的脈譜數(shù)據(jù)同時傳給電控單元ECU。
全文摘要
一種電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)和控制方法，電控天然氣發(fā)動機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)由電控單元、PC機(jī)、試驗(yàn)臺架監(jiān)控柜以及多個傳感器和執(zhí)行器所組成，傳感器有進(jìn)氣壓力傳感器、同步信號傳感器、氧傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、水溫傳感器、氣門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器有噴射閥、點(diǎn)火裝置和怠速旁通閥，上述的傳感器連接于天然氣發(fā)動機(jī)，將信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換傳給電控單元，執(zhí)行器連接于電控單元和天然氣發(fā)動機(jī)之間，將電控單元發(fā)出的控制信號通過執(zhí)行器動作，控制天然氣發(fā)動機(jī)；監(jiān)控柜連接測功機(jī)、排放儀和燃?xì)饬髁坑?，電控單元與PC機(jī)連接。能方便地為提高標(biāo)定的準(zhǔn)確性以及標(biāo)定效率，減少發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的次數(shù)和時間，并使標(biāo)定后的天然氣發(fā)動機(jī)具有優(yōu)化的性能。
文檔編號F02D43/00GK1763492SQ200410009690
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者張欣, 李國岫, 耿聰, 岑艷 申請人:北京交通大學(xué)