一种车辆发动机控制系统及控制方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201710193336.8 | 申请日 | 2017-03-28 | 公开(公告)号 | CN106884728A | 公开(公告)日 | 2017-06-23 |
| 申请人 | 浙江吉利控股集团有限公司; 湖南吉利汽车部件有限公司; | 发明人 | 王小文; 金先扬; 江明; 陶劲峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种车辆 发动机 控制系统及控制方法，涉及车辆驾驶控制领域。所述系统包括： 燃料 系统、强制 开关 和 控制器 。控制器用于从 汽油 驱动模式和甲醇驱动模式中选择任一种来控制所述燃料系统工作。所述控制器配置成：能选择使用汽油驱动模式或甲醇驱动模式中的一种来驱动所述发动机启动和运行。在所述发动机运行的过程中，发动机在所述汽油驱动模式和所述甲醇驱动模式之间有时间间隔的切换。本发明在可以选择甲醇驱动模式或者汽油驱动模式中的一种启动发动机，选择灵活，减小了汽油的消耗。本发明确保了在汽油驱动模式和甲醇驱动模式切换过程中，发动机工作更稳定，排放更优，消耗汽油更少。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种车辆发动机控制系统，用于控制发动机运行，所述发动机用于驱动所述车辆运行；其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种车辆发动机控制系统及控制方法技术领域[0001] 本发明涉及车辆驾驶控制技术领域，特别是涉及一种车辆发动机控制系统及控制方法。 背景技术[0002] 21世纪人类面临着能源短缺和日益恶化的环境污染危机，随着世界范围内汽车数量的激增和石油资源的消耗，石油供需矛盾不断加剧。对于我国来说，无论从政治还是经济方面考虑，能源安全已经成为了不可回避的现实问题。由于甲醇燃料是一种液体燃料，我们在对其进行储存和运输的过程中可以采用石油燃料的储存和运输系统，因此基础设施投入的比较少。且甲醇作为发动机燃料对环境污染较小，属于一种清洁的车用发动机替代燃料。因此目前提出了甲醇/汽油双燃料发动机。 [0003] 现有甲醇/汽油双燃料发动机是以汽油驱动模式启动，待达到一定条件后再切换至甲醇驱动模式。在甲醇驱动模式下，当条件不满足甲醇驱动模式时，再切换回汽油驱动模式。现有技术的缺点是： [0004] 1)现有技术中只能以汽油驱动模式启动发动机，且启动后发动机在运行过程中，汽油驱动模式和甲醇驱动模式相互切换时没有留有时间间隔，导致没有充分的暖机时间，影响排放；同时在甲醇液位临界状态时会频繁切换，影响车辆正常使用及发动机的使用寿命。 [0005] 2)在甲醇驱动模式下，如果甲醇喷油器控制线路开路，发动机会发生失火故障，影响汽车驾驶，损坏三元催化器，造成排放超标。 [0006] 3)在汽油驱动模式下，如果甲醇泵继电器线路开路，在切换至甲醇驱动模式时，车辆会熄火，致使车辆基本无法正常行驶。 发明内容[0007] 本发明的一个目的是提供一种车辆发动机控制系统及控制方法，以解决现有技术中排放超标、无法正常行驶或影响使用发动机的寿命的问题。 [0008] 特别地，提供一种车辆发动机控制系统，用于控制发动机运行，所述发动机用于驱动所述车辆运行；其特征在于，包括： [0009] 燃料系统，包括甲醇燃料系统和汽油燃料系统，用于分别给所述发动机提供驱动动力； [0010] 控制器，用于从汽油驱动模式或甲醇驱动模式中选择一种驱动模式来控制所述燃料系统工作，其中，所述汽油驱动模式是以所述汽油燃料系统单独驱动所述发动机工作，所述甲醇驱动模式是以所述甲醇燃料系统单独驱动所述发动机工作；以及 [0012] 其中，所述控制器配置成： [0013] 当所述强制开关开启时，控制使用所述汽油驱动模式驱动所述发动机启动和运行；当所述强制开关关闭时，选择使用所述汽油驱动模式或所述甲醇驱动模式驱动所述发动机启动和运行；在所述发动机运行的过程中，所述控制器控制所述发动机在所述汽油驱动模式和所述甲醇驱动模式之间有时间间隔的切换。 [0014] 进一步地，所述甲醇燃料系统包括通过控制线路与控制器电连接的甲醇泵继电器、液位传感器和至少一个甲醇喷油器，其中，所述甲醇泵继电器通过控制线路连接甲醇泵，所述甲醇泵与所述甲醇喷油器通过管路相连，所述液位传感器用于通过检测所述甲醇的液位得到相应的阻值； [0015] 可选地，所述液位传感器为干簧管控制网络电阻型液位传感器。 [0017] 进一步地，所述控制器还配置成：在所述发动机启动时，当强制开关没有接通，检测到所述甲醇泵继电器的控制线路没有故障，且所述冷却液的温度不低于60℃，所述甲醇的阻值不大于250Ω时，以所述甲醇驱动模式直接驱动所述发动机启动，否则，以所述汽油驱动模式驱动所述发动机启动。 [0018] 进一步地，所述控制器还配置成：当所述发动机处于所述甲醇驱动模式时，所述甲醇喷油器的控制线路开路，则所述控制器立即控制由所述甲醇驱动模式切换回所述汽油驱动模式，同时记录故障码。 [0019] 进一步地，所述控制器还配置成：当所述发动机处于所述甲醇驱动模式，所述控制器检测所述甲醇液位消耗至低液位使所述甲醇液位传感器标定的甲醇阻值大于250Ω时，经过时间t1切换至所述汽油模式； [0020] 可选地，所述t1为100s。 [0021] 进一步地，所述控制器还配置成：当所述发动机处于所述汽油驱动模式，达到所述甲醇驱动模式条件时，所述控制器检测到所述甲醇泵继电器的所述线路没有故障，经过时间t2切换至所述甲醇驱动模式； [0022] 可选地，所述时间t2为一系列标定值，分别对应开启时的冷却液的温度，所述开启时冷却液的温度越低，所述时间t2值越大。 [0023] 进一步地，所述控制器还配置成：当所述发动机处于所述汽油驱动模式，达到所述甲醇驱动模式条件时，在切换到所述甲醇驱动模式前，所述控制器检测到所述甲醇泵继电器的所述控制线路故障，所述控制器控制不切换至所述甲醇驱动模式。 [0024] 进一步地，所述控制器还配置成：当所述强制开关没有接通，通过所述控制器能设置在发动机整个运行过程中从汽油驱动模式切换至甲醇驱动模式的次数，到达所述次数后不再能从汽油驱动模式切换至甲醇驱动模式。 [0025] 本发明还提供一种应用于上述车辆发动机控制系统的控制方法，包括如下步骤： [0026] 以所述汽油燃料系统或所述甲醇燃料系统作为动力源来驱动所述车辆发动机启动和运行； [0027] 从所述汽油驱动模式和所述甲醇驱动模式中选择任一种模式来控制所述汽油燃料系统或所述甲醇燃料系统工作，其中，所述汽油驱动模式是以所述汽油燃料系统单独驱动所述发动机工作，所述甲醇驱动模式是以所述甲醇燃料系统单独驱动所述发动机工作； [0028] 其中，当所述强制开关开启时，控制使用所述汽油驱动模式驱动所述发动机启动和运行；当所述强制开关关闭时，选择使用所述汽油驱动模式或所述甲醇驱动模式驱动所述发动机启动和运行，且在所述发动机运行的过程中，所述控制器能控制所述发动机在所述汽油驱动模式和所述甲醇驱动模式之间有时间间隔的切换。 [0029] 本发明在可以选择甲醇驱动模式或者汽油驱动模式中的一种启动发动机，选择灵活不局限于一种启动模式，减小了汽油的消耗，更好的保护了环境。在发动机运行过程中达到甲醇驱动模式与汽油驱动模式的切换条件时，并不立刻切换，而是间隔一段时间后切换，确保切换时条件的准确性，避免了处于临界状态时出现频繁切换问题，提高发动机的使用寿命。本发明确保了在汽油驱动模式和甲醇驱动模式切换过程中，发动机工作更稳定，排放更优，消耗汽油更少。 [0030] 本发明在切换为甲醇驱动模式前检测甲醇喷油器控制线路是否故障，避免了在甲醇驱动模式时，因为甲醇喷油器控制线路故障而出现发动机会发生失火故障，影响汽车驾驶，损坏三元催化器，造成排放超标的问题。 [0031] 本发明当发动机在汽油驱动模式下，在切换至甲醇模式之前，检测到甲醇泵继电器开路，则不切换至甲醇模式，依然使用汽油模式，避免了切换至甲醇驱动模式后车辆熄火，致使车辆基本无法正常行驶。 附图说明[0033] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中： [0034] 图1是根据本发明一实施例提供的车辆发动机控制系统的一般性结构框图； [0035] 图2是根据本发明一实施例提供的车辆发动机控制系统的控制逻辑图。 具体实施方式[0036] 下面结合附图对本发明提供的车辆发动机控制系统进行进一步说明。 [0037] 图1示出了本实施例提供的车辆发动机控制系统的结构框图。本实施例中发动机为甲醇/汽油双燃料发动机的控制系统，该控制系统主要控制发动机的运行，发动机是用于驱动车辆运行。本实施例中发动机控制系统一般可以包括燃料系统20、控制器30以及一个强制开关31。本发明还包括冷却液温度传感器32，用于检测所述冷却液的温度，并将检测到的温度传递给所述控制器30。燃料系统20可以包括甲醇燃料系统22和汽油燃料系统21，与发动机10连接，用于给发动机10提供驱动动力。控制器30用于从多种燃料驱动模式中选择任一种来控制所述燃料系统20工作，其中，所述多种燃料驱动模式包括汽油驱动模式和甲醇驱动模式。汽油驱动模式是以所述汽油燃料系统21单独驱动所述发动机10工作。甲醇驱动模式是以所述甲醇燃料系统22单独驱动所述发动机10工作。在本实施例中，控制器30可以是发动机ECU，也可以是其他能够满足要求的控制器30。强制开关31与所述控制器30和所述燃料系统20相连接，用于开启或关闭以汽油驱动模式来驱动所述发动机10的启动和运行。其中，所述控制器30配置成：当所述强制开关31开启时，控制使用汽油驱动模式驱动所述发动机10启动和运行。当所述强制开关31关闭时，选择使用汽油驱动模式或甲醇驱动模式驱动所述发动机10启动和运行。在所述发动机10运行的过程中，所述控制器30控制所述发动机10在所述汽油驱动模式和所述甲醇驱动模式之间有时间间隔的切换。 [0038] 本发明在可以选择甲醇驱动模式或者汽油驱动模式中的一种来启动发动机10，选择灵活不局限于一种启动模式，减小了汽油的消耗，更好的保护了环境。在发动机10运行过程中达到甲醇驱动模式与汽油驱动模式的切换条件时，并不立刻切换，而是间隔一段时间后切换，确保切换时条件的准确性，避免了处于临界状态时出现频繁切换问题，提高发动机10的使用寿命。本发明确保了在汽油驱动模式和甲醇驱动模式切换过程中，发动机10工作更稳定，排放更优，消耗汽油更少。 [0039] 本实施例中，甲醇燃料系统22可以包括通过控制线路与控制器30电连接的甲醇泵继电器221、液位传感器224和至少一个甲醇喷油器223。所述甲醇泵继电器221通过控制线路连接甲醇泵222，所述甲醇泵222与所述甲醇喷油器223通过管路相连。一般地，甲醇喷油器223包括1-n个。在一具体的实施例中，甲醇喷油器223为4个。四个甲醇喷油器223分别与控制器30的四个针脚相连接，控制器30单独控制每个甲醇喷油器223。甲醇泵222也与每个甲醇喷油器223通过管路相连接。在甲醇泵222运转3s后，将甲醇泵入甲醇喷油器223中后，甲醇喷油器223才在控制器30的控制下运转。本实施例中，液位传感器224为干簧管控制网络电阻型液位传感器，用于通过检测所述甲醇的液位得到相应的阻值。该液位传感器224对应的电阻值是独立的、不连续的，共计14个电阻段。其液位对应的点阻值如下表1所示。本实施例中，利用甲醇液位传感器224检测到甲醇的液位到达一定值例如到达166.5±3时，对应甲醇的电阻值为250Ω左右，此时到达由甲醇驱动模式切换至汽油驱动模式的甲醇的阻值临界点。在临界点上，当达到其他的条件时，发动机10在甲醇驱动模式和和汽油驱动模式之间可以切换。表中字母F、1/2、R和E分别代表甲醇的处于满、一半、报警和空的状态。液位在小于41±3mm时，代表甲醇箱内甲醇充足。在甲醇液位为104±3mm时，甲醇消耗一半。在快要达到250Ω时即因为在到达155±3mm时，系统开始报警，此时说明甲醇快要耗尽，提前报警，经过所需时间后会从甲醇驱动模式切换至汽油驱动模式。防止了在甲醇完全耗尽后才报警和切换至汽油驱动模式，容易造成发动机熄火，影响车辆正常行驶。 [0040] 表1 为本发明甲醇液位传感器液位与阻值的对应表格 [0041] [0042] 图2示出了本实施例中车辆发动机控制系统的控制逻辑图。本控制系统在所述发动机启动时，选择利用甲醇驱动模式还是汽油驱动模式启动发动机需要检测强制开关没有接通，检测到甲醇泵继电器的所述控制线路没有故障，且所述冷却液的温度不低于60℃，所述甲醇的阻值不大于250Ω四个条件。当同时满足上述四个条件时，则以所述甲醇驱动模式直接驱动所述发动机启动。其中任意一个条件不满足，以汽油驱动模式驱动所述发动机启动。 [0043] 当所述发动机处于所述甲醇驱动模式时，所述甲醇喷油器的所述控制线路开路，则所述控制器立即控制由所述甲醇驱动模式切换回所述汽油驱动模式，同时记录故障码。避免了不及时切换回汽油驱动模式时，发动机会发生失火故障，车辆明显抖动，影响汽车驾驶，并且排气会损坏三元催化器，同时造成排放超标的情况。 [0044] 当所述发动机处于所述甲醇驱动模式，所述控制器检测所述甲醇液位消耗至低液位使所述甲醇液位传感器标定的甲醇阻值大于250Ω时，经过时间t1切换至所述汽油模式；作为一种实施例，所述t1为100s。当甲醇液位传感器检测出甲醇的液位相对于的点阻值大于250Ω时，并不立刻切换至汽油驱动模式，是因为由于车辆颠簸、上下坡等情况，可能造成甲醇液位晃动，从而造成甲醇液位传感器浮球上下晃动造成阻值的跳动。而此时实际情况完全可以继续由甲醇驱动模式驱动所述发动机运行。因此本发明采用甲醇阻值大于250Ω时，持续时间t1例如100s后才切换至汽油驱动模式，保证了甲醇实际已经处于低液位，避免了在此时因阻值的跳动使得两种驱动模式频繁的切换。 [0045] 进一步地，当所述发动机处于所述汽油驱动模式，达到所述甲醇驱动模式条件时，即冷却液温度不低于60℃、甲醇阻值不高于250Ω、强制开关没有接通同时甲醇泵继电器线路没有故障，经过时间t2切换至所述甲醇驱动模式。可选地，所述时间t2为一系列标定值，分别对应开启时的冷却液的温度，所述开启时冷却液的温度越低，所述时间t2值越大。其中t2值与所述开启时冷却液温度值的对应数值如下表2所示。开启时的冷却液的温度越低，从汽油驱动模式切换回甲醇驱动模式所需要的时间越长。如表2中所示，当开启时冷却液的温度小于5℃时，达到切换条件时需要经过220s的时间才能从汽油驱动模式切换至甲醇驱动模式。而如果开启时冷却液的温度达到86℃以上，达到切换条件时，只需要40s的时间即可进行切换。这种设置方式是因为在发动机开启时冷却液温度不同，发动机热机的工况是不同的，需要经过不同的时间才能达到最优工况。只有充分热机后，才允许切换至甲醇驱动模式。所以温度越低，达到设定值所需时间就越长。 [0046] 表2 为t2值与发动机开启时冷却液温度值的对应数值表 [0047] [0048] 当所述发动机处于所述汽油驱动模式，达到所述甲醇驱动模式条件时，在切换到所述甲醇驱动模式前，所述控制器检测到所述甲醇泵继电器的所述控制线路故障，所述控制器控制不切换至所述甲醇驱动模式，依然使用汽油模式。避免了切换至甲醇驱动模式后车辆熄火，致使车辆基本无法正常行驶。 [0049] 为了确保切换频繁导致所述发动机的实用性能变差和寿命减短。当所述强制开关没有接通，通过所述控制器能设置在发动机整个运行过程中从汽油驱动模式切换至甲醇驱动模式的次数，到达所述次数后不再能从汽油驱动模式切换至甲醇驱动模式。当重新启动车辆发动机后，能重新进行切换。 [0050] 特别地，本实施例还提供一种车辆发动机的控制方法，包括如下步骤： [0051] 以汽油燃料系统或甲醇燃料系统作为动力源来驱动车辆发动机启动和运行； [0052] 从汽油驱动模式或者甲醇驱动模式中选择任一种来控制所述汽油燃料系统或甲醇燃料系统工作，其中，所述汽油驱动模式，其以所述汽油燃料系统单独驱动所述发动机工作； [0053] 所述甲醇驱动模式，其以所述甲醇燃料系统单独驱动所述发动机工作； [0054] 其中，当强制开关开启时，控制使用汽油驱动模式驱动所述发动机启动和运行；当所述强制开关关闭时，选择使用汽油驱动模式或甲醇驱动模式驱动所述发动机启动和运行，且在所述发动机运行的过程中，所述控制器能控制所述发动机在所述汽油驱动模式和所述甲醇驱动模式之间有时间间隔的切换。 [0055] 具体地，如图2所述，本发明的车辆发动机控制系统在启动前，控制器接收来自冷却液温度传感器的冷却液的温度信号，接收液位传感器关于甲醇电阻值，同时检测强制开关是否被打开，甲醇继电器的控制线路是否有故障。当同时满足冷却液的温度不低于60度，甲醇的电阻不高于250Ω，强制开关没有接通，甲醇继电器线路没有故障，则使用甲醇驱动模式驱动发动机启动。 [0056] 当处于甲醇驱动模式启动发动机后，将利用甲醇驱动模式继续驱动发动机运行。当其中一个条件不满足，例如，是否满足以下至少一个条件：甲醇阻值高于250Ω，并持续时间t1；强制开关接通；或甲醇喷油器线路故障。如果满足一个，则切换汽油驱动模式，不满足则继续使用甲醇驱动模式驱动发动机。但是，在满足甲醇阻值高于250Ω，在甲醇驱动模式切换到汽油驱动模式时，并不是立刻切换，而是经过一定的时间t1后才切换至汽油驱动模式来驱动所述发动机运行，其中优选地，t1为100s。而强制开关接通或者甲醇喷油器线路故障或检测到了甲醇喷油器控制线路开路是，则立即切换至汽油驱动模式。 [0057] 如果在发动机开始启动时，不满足甲醇驱动模式启动发动机的任何一个条件，则以汽油驱动模式驱动发动机。在汽油驱动模式驱动发动机运行状态下，当慢慢满足甲醇驱动模式的条件时，即同时满足：冷却液温度不低于60℃，并经过一段时间t2；甲醇阻值不高于250Ω；强制开关没有接通；甲醇泵继电器线路没有故障。如果同时满足，则切换至甲醇驱动模式。若有一个条件不满足，则不切换。但是在汽油驱动模式切换到甲醇驱动模式时，并不立刻切换，而是讲过一段时间t2之后切换。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈