本發(fā)明主要屬于發(fā)動機燃料供給領(lǐng)域，具體涉及一種車用HCNG發(fā)動機的電控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
HCNG為混氫天然氣，是將氫氣（H2）與壓縮天然氣（CNG）按一定比例混合而得到的替代燃料。HCNG綜合了氫氣與天然氣各自的優(yōu)點。國內(nèi)外學(xué)者對于HCNG在發(fā)動機上的燃燒特性做出了很多研究，已經(jīng)充分證實HCNG作為替代燃料的優(yōu)異性能。
發(fā)動機要采用HCNG作為替代燃料就必須考慮燃料的儲存，現(xiàn)有的HCNG發(fā)動機的燃料方案一般是采用一個燃料箱，在補充燃料之前就提前將氫氣與天然氣混合配置好，但是由于氫氣與天然氣密度的不同，這種存儲方案往往容易引起混合氣性質(zhì)的改變，造成輸送給發(fā)送機的HCNG中氫氣體積濃度發(fā)生改變。
現(xiàn)有的ECU控制系統(tǒng)是根據(jù)燃料的性質(zhì)發(fā)出發(fā)動機參數(shù)指令，譬如，目前普遍認為氫氣體積濃度約為20%的HCNG為最佳燃料，所以ECU控制系統(tǒng)為HCNG發(fā)動機提供發(fā)動機參數(shù)指令時，會將氫氣體積濃度為20%的HCNG的性質(zhì)作為參考發(fā)出指令。缺點是，ECU控制系統(tǒng)只能實現(xiàn)粗糙控制，不能夠充分考慮HCNG中氫氣體積濃度發(fā)生變化的這一因素。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供一種車用HCNG電控系統(tǒng)，所述車用HCNG電控系統(tǒng)中包括一氫氣濃度傳感器，該傳感器可以測定傳送給發(fā)動機的HCNG中氫氣濃度；并根據(jù)測定的HCNG中氫氣濃度對發(fā)動機參數(shù)進行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種車用HCNG發(fā)動機的電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括用于存儲HCNG燃料的HCNG燃料儲存罐、HCNG發(fā)動機、第一ECU控制單元以及氫氣濃度采集組件；所述HCNG燃料儲存罐為所述HCNG發(fā)動機提供HCNG燃料,一供氣管道的兩端分別連接所述HCNG燃料儲存罐與所述HCNG發(fā)動機，所述氫氣濃度采集組件設(shè)置在所述供氣管道上，所述氫氣濃度采集組件檢測并收集提供給發(fā)動機的HCNG燃料中的氫氣體積濃度參數(shù)；所述第一ECU控制單元獲取所述氫氣體積濃度參數(shù)并根據(jù)所述氫氣體積濃度參數(shù)來調(diào)節(jié)發(fā)動機的參數(shù)。
進一步地，所述第一ECU控制單元包括一第一信號收發(fā)器、一處理元件以及一存儲元件，所述第一信號收發(fā)器與所述處理元件連接，所述處理元件與所述存儲元件連接。
進一步地，所述存儲單元包括一數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫存儲有體積濃度范圍為0%-50%的標準氫氣濃度以及每個標準氫氣濃度對應(yīng)的最佳發(fā)動機參數(shù)，所述第一信號收發(fā)器接收氫氣濃度采集組件收集到的氫氣體積濃度參數(shù)，并所述第一信號收發(fā)器將氫氣體積濃度參數(shù)傳送給所述處理元件，所述處理元件訪問所述存儲元件并通過對比獲得數(shù)據(jù)庫中與所述氫氣體積濃度參數(shù)最接近的標準氫氣濃度，并且所述處理元件獲取與所述最接近的標準氫氣濃度所對應(yīng)的最佳發(fā)動機參數(shù)。
進一步地，所述電控系統(tǒng)還包括發(fā)動機參數(shù)調(diào)節(jié)組件，所述處理元件根據(jù)獲取的所述最佳發(fā)動機參數(shù)產(chǎn)生一發(fā)動機控制信號，所述發(fā)動機控制信號經(jīng)由所述第一信號收發(fā)器發(fā)送至所述發(fā)動機參數(shù)調(diào)節(jié)組件。
進一步地，所述最佳發(fā)動機參數(shù)包括最佳空燃比、燃氣噴射脈寬以及最佳提前點火角。
進一步地，所述發(fā)動機參數(shù)調(diào)節(jié)組件包括點火提前器以及第二ECU控制單元，所述點火提前器以及所述第二ECU控制單元經(jīng)由第三信號收發(fā)器接收所述發(fā)動機控制信號，并根據(jù)所述發(fā)動機控制信號調(diào)節(jié)發(fā)動機的空燃比、燃氣噴射脈寬以及提前點火角三個參數(shù)，以使發(fā)動機的空燃比、燃氣噴射脈寬以及提前點火角三個參數(shù)與所述處理元件獲取的最佳發(fā)動機參數(shù)一致。
進一步地，所述氫氣濃度采集組件包括用于檢測HCNG燃料中氫氣濃度的氫氣濃度傳感器以及第二信號收發(fā)器，所述氫氣濃度采集組件經(jīng)由所述第二信號收發(fā)器將收集的所述氫氣體積濃度參數(shù)發(fā)送給所述第一ECU控制單元。
進一步地，所述氫氣濃度傳感器為光纖氫氣傳感器、半導(dǎo)體型傳感器以及熱電型傳感器中的任意一種。
進一步地，所述氫氣濃度采集組件設(shè)置在所述HCNG燃料儲存罐的出口端或設(shè)置在所述HCNG發(fā)動機的HCNG燃料入口端。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果：
（1）本發(fā)明提供的一種車用HCNG發(fā)動機的電控系統(tǒng)包括氫氣濃度采集組件，用于檢測并收集提供給發(fā)動機的HCNG中的實際的氫氣體積濃度參數(shù)。
（2）本發(fā)明所述電控系統(tǒng)中包括ECU控制單元，所述ECU控制單元可以根據(jù)采集到的實際的氫氣體積濃度參數(shù)來對發(fā)動機參數(shù)進行精確調(diào)節(jié)。
（3）所述ECU控制單元包括一存儲元件，所述存儲元件中包括一數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存儲有濃度范圍為0%-50%的標準氫氣濃度以及每個標準氫氣濃度對應(yīng)的最佳發(fā)動機參數(shù)，處理元件通過將氫氣濃度與數(shù)據(jù)庫中的標準氫氣濃度進行對比，可以獲得最接近的標準氫氣濃度以及與所述最接近的標準氫氣濃度所對應(yīng)的最佳發(fā)動機參數(shù)，根據(jù)獲取的最佳發(fā)動機參數(shù)，處理單元發(fā)出發(fā)動機控制信號，并控制發(fā)動機的參數(shù)為最佳狀態(tài)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種車用HCNG發(fā)動機的電控系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
實施例1
一種車用HCNG發(fā)動機的電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括用于存儲HCNG燃料的HCNG燃料儲存罐、HCNG發(fā)動機、第一ECU控制單元以及氫氣濃度采集組件；所述HCNG燃料儲存罐為所述HCNG發(fā)動機提供HCNG燃料,一供氣管道的兩端分別連接所述HCNG燃料儲存罐與所述HCNG發(fā)動機，所述氫氣濃度采集組件設(shè)置在所述供氣管道上，所述氫氣濃度采集組件檢測并收集提供給發(fā)動機的HCNG燃料中的氫氣體積濃度參數(shù)；所述第一ECU控制單元獲取所述氫氣體積濃度參數(shù)并根據(jù)所述氫氣體積濃度參數(shù)來調(diào)節(jié)發(fā)動機的參數(shù)。
所述氫氣濃度采集組件還可以設(shè)置在所述HCNG燃料儲存罐的出口端或設(shè)置在所述HCNG發(fā)動機的HCNG燃料入口端。
在傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)中，通常認為提供給發(fā)動機的HCNG中氫氣體積濃度與HCNG燃料儲存罐中的氫氣體積濃度相同，一般使用氫氣體積你濃度為20%的HCNG，實際上，由于氫氣的密度小會占據(jù)燃料箱的上層，使得混合氣的性質(zhì)隨燃料箱壓力的變化而改變，因此實際供給發(fā)動機的HCNG中氫氣的體積濃度可能介于0-20%，因此，傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)只能進行模糊控制。本發(fā)明通過在所述HCNG燃料儲存罐的出口端、所述HCNG發(fā)動機的HCNG燃料入口端或者在連接所述HCNG燃料儲存罐與所述HCNG發(fā)動機的供氣管道上設(shè)置氫氣濃度采集組件，可以獲得供給發(fā)動機的HCNG中氫氣的實際濃度參數(shù)，獲得的實際HCNG中氫氣的實際濃度參數(shù)可以用于后續(xù)對發(fā)動機參數(shù)的控制，以實現(xiàn)對發(fā)動機參數(shù)的精確控制。
所述第一ECU控制單元包括一第一信號收發(fā)器、一處理元件以及一存儲元件，所述第一信號收發(fā)器與所述處理元件連接，所述處理元件與所述存儲元件連接。
所述存儲單元包括一數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫存儲有濃度范圍為0%-50%的標準氫氣濃度（體積濃度）以及每個標準氫氣濃度對應(yīng)的最佳發(fā)動機參數(shù)，所述第一信號收發(fā)器接收所述氫氣體積濃度參數(shù)并傳送給所述處理元件，所述處理元件訪問所述存儲元件并通過對比獲得數(shù)據(jù)庫中與所述氫氣體積濃度參數(shù)最接近的標準氫氣濃度，并且所述處理元件獲取與所述最接近的標準氫氣濃度所對應(yīng)的最佳發(fā)動機參數(shù)，其中，所述標準氫氣濃度是指標準氫氣體積濃度。
所述電控系統(tǒng)還包括發(fā)動機參數(shù)調(diào)節(jié)組件，所述處理元件根據(jù)獲取的所述最佳發(fā)動機參數(shù)產(chǎn)生一發(fā)動機控制信號，所述發(fā)動機控制信號經(jīng)由所述第一控制接收器發(fā)送至所述發(fā)動機參數(shù)調(diào)節(jié)組件。
所述最佳發(fā)動機參數(shù)包括最佳空燃比、燃氣噴射脈寬以及最佳提前點火角。
所述發(fā)動機參數(shù)調(diào)節(jié)組件包括點火提前器以及第二ECU控制單元，所述點火提前器以及所述第二ECU控制單元經(jīng)由第三信號收發(fā)器接收所述發(fā)動機控制信號，并根據(jù)所述發(fā)動機控制信號調(diào)節(jié)發(fā)動機的空燃比、燃氣噴射脈寬以及提前點火角三個參數(shù)，具體為點火提前器控制提前點火角，第二ECU控制單元控制空燃比、燃氣噴射脈寬；以使發(fā)動機的空燃比、燃氣噴射脈寬以及提前點火角三個參數(shù)與所述處理元件獲取的最佳發(fā)動機參數(shù)一致。
所述氫氣濃度采集組件包括用于檢測HCNG中氫氣濃度的氫氣濃度傳感器以及第二信號收發(fā)器，所述氫氣濃度采集組件經(jīng)由所述第二信號收發(fā)器將收集的所述氫氣體積濃度參數(shù)發(fā)送給所述ECU控制單元。
所述氫氣濃度傳感器為光纖氫氣傳感器、半導(dǎo)體型傳感器以及熱電型傳感器中的任意一種。其中，光纖氫氣傳感器以光信號進行傳導(dǎo)；半導(dǎo)體型傳感器以SnO2,ZnO,WO3,等金屬氧化物為氣敏材料，其工作原理是當吸附氫氣后，氫氣釋放出電子，與化學(xué)吸附層中的陽離子結(jié)合，于是載流子濃度發(fā)生變化，該變化值與氫氣體積分數(shù)存在一定的函數(shù)關(guān)系；熱電型傳感器工作原理為熱電型傳感器中的敏感元件暴露在含氫氣的環(huán)境中在催化金屬的，作用下，氫氣與氧氣反應(yīng)生成水蒸汽并放出熱量，于是，沉積有催化金屬的一端溫度高，為熱端，無催化金屬的一端溫度低，為冷端，由于熱電材料的熱電發(fā)電效應(yīng) (Seebeck效應(yīng))，將這種熱端與冷端之間的溫差轉(zhuǎn)換為溫差電勢,以電信號的形勢輸出，從而實現(xiàn)對氫氣的檢測。
所述氫氣濃度采集組件設(shè)置在所述HCNG燃料儲存罐的出口端或設(shè)置在所述HCNG發(fā)動機的HCNG燃料入口端。