專利名稱：內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元。
背景技術(shù)：
；汽車(chē)在行駛中經(jīng)常出現(xiàn)減速、倒托、剎車(chē)工況，此工況下發(fā)動(dòng)機(jī)不需供油，可發(fā)動(dòng) 機(jī)供油系統(tǒng)還在供油。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是按汽車(chē)在起步、加速、重載時(shí)所需最大功率而配備的，而汽車(chē)在行駛 中大部分時(shí)間是運(yùn)行在勻速、輕載、空載工況下，所需的功率僅占發(fā)動(dòng)機(jī)總功率的20-40%， 部分氣缸做功就可維持動(dòng)力平衡，實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)卻在隨著高速運(yùn)轉(zhuǎn)大量供油，呈現(xiàn)大馬拉 小車(chē)的低功率因數(shù)狀態(tài)。以上兩種工況不但造成了能源的浪費(fèi)還增加了尾氣污染物的排放。為此國(guó)內(nèi)外 出現(xiàn)了多種以減缸、閉缸、歇缸為工作特點(diǎn)的改變排量節(jié)能技術(shù)，如中國(guó)專利87215817、 02208975. 6、96197131. 2等。但是上述技術(shù)僅解決了輕載減少氣缸工作數(shù)目的問(wèn)題，沒(méi)有解 決減速、倒托、剎車(chē)時(shí)關(guān)閉所有氣缸的無(wú)功供油問(wèn)題。實(shí)踐證明減速、倒托、剎車(chē)時(shí)關(guān)閉所有 氣缸的無(wú)功供油可使油耗再降低6%左右，污染物的排放也可降低到接近零。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種即可在輕載時(shí)柔性平穩(wěn)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)工作氣缸數(shù)量節(jié) 能，又可在減速、倒托、剎車(chē)時(shí)關(guān)閉全部發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的無(wú)功供油，還可在熱車(chē)時(shí)以半數(shù)缸維 持怠速，達(dá)到最大限度地降低油耗減少排氣污染目的的控制方法和電控單元。本發(fā)明的電控單元是由油門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣量傳感器、水溫 傳感器等信號(hào)采集處理電路，單片機(jī)，功率輸出電路，穩(wěn)壓電路，故障診斷電路，可在線編程 輸入電路等硬件模塊組成。本發(fā)明的柔性控制方法的特征在于所有采集的信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后在送入單片機(jī) 比較運(yùn)算路徑中，預(yù)設(shè)低于油門(mén)位置相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值一個(gè)百分點(diǎn)并相互間各相差一 轉(zhuǎn)速差值的不少于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸總數(shù)一半加一數(shù)量的多個(gè)電路翻轉(zhuǎn)切換點(diǎn)，其中處于下限對(duì) 應(yīng)半數(shù)氣缸的所有切換點(diǎn)經(jīng)單片機(jī)后各輸出一條控制信號(hào)給半數(shù)氣缸中的每個(gè)氣缸對(duì)每 一氣缸的工作與否分別控制。另外的一個(gè)處于轉(zhuǎn)速差值最上限的切換點(diǎn)經(jīng)單片機(jī)后也分別 輸出相對(duì)半數(shù)氣缸數(shù)量的多條控制信號(hào)分別給剩下的每個(gè)氣缸對(duì)剩下的半數(shù)氣缸的工作 與否同步控制。這時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨油門(mén)踏板的踩下而升高，逐步超過(guò)設(shè)定的切換點(diǎn)由最下限逐 步超過(guò)設(shè)定的切換點(diǎn)，氣缸的供油的關(guān)閉也是分級(jí)逐個(gè)進(jìn)行的，并實(shí)現(xiàn)在小的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) 自動(dòng)巡航，最大限度地降低了在全部氣缸與半數(shù)氣缸間簡(jiǎn)單切換造成的沖擊。在汽車(chē)減速、倒托、剎車(chē)工況時(shí)由于油門(mén)踏板的抬起，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值高于所有的設(shè) 定切換點(diǎn)，所有的氣缸供油均被單片機(jī)切斷。在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度中還設(shè)定了一個(gè)切換點(diǎn)，熱車(chē)工況溫度高于設(shè)定點(diǎn)，怠速時(shí)單片機(jī)使處于下限切換點(diǎn)的三個(gè)氣缸處于關(guān)閉供油狀態(tài)，由半數(shù)氣缸維持怠速。當(dāng)經(jīng)歷過(guò)一個(gè)全缸與減缸動(dòng)作循環(huán)后，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)將處于下限半數(shù)缸的切換點(diǎn) 與處于上限半數(shù)缸的一個(gè)切換點(diǎn)在輸出通道內(nèi)互換位置，達(dá)到均衡溫度與磨損的目的。本發(fā)明的電控單元設(shè)置有一條負(fù)極電源線輸出，在減缸工作時(shí)關(guān)閉供油的同時(shí)也 將進(jìn)、排氣門(mén)相應(yīng)關(guān)閉以消除氣缸泵氣的功率消耗，在處于減速、倒托、剎車(chē)關(guān)閉全部供油 的同時(shí)，單片機(jī)將負(fù)極輸出斷開(kāi)，使關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)的全部驅(qū)動(dòng)裝置斷電不能動(dòng)作以保證汽 車(chē)排氣輔助剎車(chē)裝置處于可靠工作狀態(tài)。


附圖是本發(fā)明的電控單元方框簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例為便于描述現(xiàn)以非電控的點(diǎn)火順序?yàn)?-5-3-6-2-4的六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例并結(jié) 合附圖進(jìn)一步說(shuō)明。參照附圖，本發(fā)明的電控單元由信號(hào)采集處理電路1，單片機(jī)2，功率輸出電路3， 穩(wěn)壓電路4，故障診斷電路6，可在線編程輸入電路5，油門(mén)位置信號(hào)傳感器7，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳 感器8，進(jìn)氣量傳感器9，水溫傳感器10，等硬件模塊組成，電控單元設(shè)有六條輸出控制通道 11-16，一條負(fù)極電源輸出通道17，故障檢測(cè)及顯示通道18。11-16通過(guò)控制由車(chē)載剎車(chē)用 壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的串接在油泵至噴油器的高壓管路中的機(jī)械式溢流閥實(shí)現(xiàn)關(guān)閉供油，通過(guò)壓 縮空氣驅(qū)動(dòng)的偏心式搖背軸的偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)。本發(fā)明的柔性控制方法的特征在于所有采集的信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集處理電路1轉(zhuǎn)換 處理后在送入單片機(jī)2比較運(yùn)算路徑中，預(yù)設(shè)低于油門(mén)位置相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速于值一個(gè) 百分點(diǎn)并相互間各相差一轉(zhuǎn)速差值的四個(gè)電路翻轉(zhuǎn)切換點(diǎn)，其中處于下限對(duì)應(yīng)1、2、3號(hào)氣 缸的三個(gè)切換點(diǎn)經(jīng)單片機(jī)后各輸出一條控制信號(hào)給1、2、3、號(hào)氣缸，對(duì)相應(yīng)氣缸的供油與否 分別單獨(dú)控制。處于轉(zhuǎn)速差值最上限的第四個(gè)切換點(diǎn)經(jīng)單片機(jī)后也分別輸出三條相對(duì)應(yīng)4、 5、6號(hào)氣缸的控制信號(hào)分別給4、5、6號(hào)氣缸對(duì)其供油與否同步控制。當(dāng)汽車(chē)處于勻速、輕載、空載狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)接近并逐步高出預(yù)設(shè)的下限三 個(gè)切換點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)氣缸的供油就被單片機(jī)分級(jí)逐個(gè)進(jìn)行關(guān)閉，這時(shí)被關(guān)閉的氣缸數(shù)量 始終會(huì)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的繼續(xù)降低或上升相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了在小的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)自動(dòng)巡航，可消 除已有技術(shù)在全部氣缸與半數(shù)氣缸間切換時(shí)造成的沖擊。在汽車(chē)減速、倒托、剎車(chē)工況時(shí)由于油門(mén)踏板的抬起，發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)位置相對(duì)應(yīng)的發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)值高于所有的設(shè)定切換點(diǎn)，所有的氣缸供油均被單片機(jī)切斷，實(shí)現(xiàn)了減速、倒 托、剎車(chē)工況時(shí)關(guān)閉所有無(wú)功供油。在經(jīng)歷一次減缸工作的下限三個(gè)切換點(diǎn)被單片機(jī)自動(dòng)互換位置，當(dāng)處于上限的第 四個(gè)切換點(diǎn)也經(jīng)歷一次切換動(dòng)作后，單片機(jī)自動(dòng)將其所帶4、5、6號(hào)缸的輸出通道14、15、16 與1、2、3、號(hào)缸切換點(diǎn)所帶的輸出通道11、12、13分組互換位置，達(dá)到均衡溫度與磨損的目 的。在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度中設(shè)定了一個(gè)切換點(diǎn)，在熱車(chē)工況溫度高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，怠速時(shí)單片機(jī)使處于下限切換點(diǎn)的三個(gè)氣缸處于關(guān)閉供油狀態(tài)，由半數(shù)氣缸維持怠速。本發(fā)明的電控單元設(shè)置有一條負(fù)極電源輸出通道17，在減缸工作時(shí)關(guān)閉供油的同 時(shí)也將進(jìn)、排氣門(mén)相應(yīng)關(guān)閉以消除氣缸泵氣的功率消耗，在處于減速、倒托、剎車(chē)關(guān)閉全部 供油的同時(shí)，單片機(jī)將電控單元的負(fù)極輸出斷開(kāi)，使關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)的全部驅(qū)動(dòng)裝置斷電不 能動(dòng)作以保證汽車(chē)排氣輔助剎車(chē)裝置處于可靠工作狀態(tài)。第二實(shí)施例所有采集的信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后在送入單片機(jī)比較運(yùn)算路徑中，預(yù)設(shè)兩個(gè)低于油門(mén) 位置相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值一個(gè)百分點(diǎn)并相互間相差一轉(zhuǎn)速差值的電路翻轉(zhuǎn)切換點(diǎn)，每個(gè) 切換點(diǎn)后再各設(shè)與半數(shù)氣缸數(shù)量相等并相互間小于第一層轉(zhuǎn)速差值數(shù)倍的第二層切換點(diǎn)， 每個(gè)第二層的切換點(diǎn)各帶一條輸出通道分別對(duì)相應(yīng)的氣缸進(jìn)行控制。當(dāng)汽車(chē)處于勻速、輕載、空載狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)高出第一層預(yù)設(shè)的處于下限的 一個(gè)切換點(diǎn)，單片機(jī)即開(kāi)通該切換點(diǎn)所帶的第二層切換點(diǎn)其中的一個(gè)進(jìn)入關(guān)閉供油的狀 態(tài)，其他切換點(diǎn)則處于對(duì)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)狀態(tài)，不同輕載率的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)切換點(diǎn)的程度也 不同，當(dāng)越過(guò)第二層的又一個(gè)切換點(diǎn)時(shí)該切換點(diǎn)隨之也進(jìn)入關(guān)閉供油的狀態(tài)，以此類推也 可實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施例的減缸控制目的。除在經(jīng)歷一個(gè)減缸動(dòng)作循環(huán)單片機(jī)是對(duì)第一層設(shè)定的兩個(gè)切換點(diǎn)進(jìn)行互換位置 外其他過(guò)程與第一實(shí)施例完全相同。本發(fā)明的電控單元可附加在電控發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU外復(fù)合使用，從原ECU的各傳感器 輸入口采集信號(hào)，控制ECU對(duì)各噴油器的電信號(hào)輸出并對(duì)進(jìn)氣傳感器信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償即可實(shí) 現(xiàn)供油的關(guān)閉與否。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法通過(guò)編程可融入發(fā)動(dòng)機(jī)的電控ECU程序 中使新的ECU具有本發(fā)明的全部功能。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元其特征在于由油門(mén)位置信號(hào)傳感器、發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣量傳感器、水溫傳感器采集的各傳感器信號(hào)在送入單片機(jī)比較運(yùn)算 路徑中，預(yù)設(shè)不少于氣缸總數(shù)一半加一數(shù)量的多個(gè)電路翻轉(zhuǎn)切換點(diǎn)，對(duì)應(yīng)半數(shù)氣缸的所有 切換點(diǎn)對(duì)每一氣缸的供油與否分別控制，另加的一個(gè)切換點(diǎn)輸出多條控制信號(hào)對(duì)剩下的半 數(shù)氣缸的供油與否同步控制，在輕載時(shí)柔性改變工作氣缸數(shù)量，在減速、倒托、剎車(chē)時(shí)關(guān)閉 全部發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的無(wú)功供油，在熱車(chē)時(shí)以半數(shù)缸維持怠速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元其特征在于另一 種實(shí)施方法是采集的信號(hào)在送入單片機(jī)比較運(yùn)算路徑中，預(yù)設(shè)兩個(gè)低于油門(mén)位置相對(duì)應(yīng)的 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值一個(gè)百分點(diǎn)并相互間相差一轉(zhuǎn)速差值的電路翻轉(zhuǎn)切換點(diǎn)，每個(gè)切換點(diǎn)后再各 設(shè)與半數(shù)氣缸數(shù)量相等并相互間小于第一層轉(zhuǎn)速差值數(shù)倍的第二層切換點(diǎn)，每個(gè)第二層的 切換點(diǎn)各帶一條輸出通道分別對(duì)相應(yīng)的氣缸進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元其特征在于電控 單元附加在電控發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU外復(fù)合使用時(shí)是從原ECU的各傳感器輸入接口采集信號(hào)，控 制ECU對(duì)各噴油器的電信號(hào)輸出并對(duì)進(jìn)氣信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)供油與否的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元其特征在于在發(fā) 動(dòng)機(jī)電控ECU中的實(shí)施是通過(guò)編程將本發(fā)明的方法融入ECU程序中使ECU具有本發(fā)明的全 部功能。
全文摘要
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)柔性改變排量節(jié)能方法和電控單元，是采集的各傳感器信號(hào)在送入單片機(jī)比較運(yùn)算路徑中，預(yù)設(shè)不少于氣缸總數(shù)一半加一數(shù)量的多個(gè)電路翻轉(zhuǎn)切換點(diǎn)，對(duì)應(yīng)半數(shù)氣缸的所有切換點(diǎn)對(duì)每一氣缸的供油與否分別控制。另外的一個(gè)切換點(diǎn)輸出多條控制信號(hào)對(duì)剩下的半數(shù)氣缸的供油與否同步控制，即可在輕載時(shí)柔性改變工作氣缸數(shù)量，又可在減速、倒托、剎車(chē)時(shí)關(guān)閉全部發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的無(wú)功供油，還可在熱車(chē)時(shí)以半數(shù)缸維持怠速，達(dá)到最大限度地降低油耗減少排氣污染目的。
文檔編號(hào)F02D17/00GK102042095SQ20091009350
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者張昌盛 申請(qǐng)人:張昌盛