[實用新型]燃氣發動機電控噴射控制設備

無效

• 申請號: 200720116037.6
• 申請日: 2007-04-20
• 公開（公告）號: CN201034050Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 滕萬慶;曹云鵬;劉勇;呂濱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02D19/02
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉婭

(一)技術領域

本實用新型涉及車用燃氣發動機電控技術，特別涉及基于工業計算機的車用燃氣發動機電控噴射技術領域。

(二)背景技術

燃氣發動機是指燃燒氣體燃料(如液化石油氣LPG、壓縮天然氣CNG、液化天然氣LNG、氫氣和煤氣等)的發動機。發動機燃用氣體燃料能夠降低有害污染物的排放，對于解決能源短缺、減輕大氣污染和汽車能源多樣化有積極的意義。電子控制單元(簡稱ECU)是燃氣發動機的核心技術部件，而軟件(控制算法)和硬件電路(傳感器采集電路和執行器驅動電路)設計的優劣直接影響燃氣發動機電控單元整體控制品質。目前車用燃氣發動機電控單元幾乎全部采用以單片機為核心的控制器。由于單片機的硬件、軟件資源有限，在車用燃氣發動機電控噴射技術開發過程中，會受到諸多條件限制，很難進行多方案、復雜控制算法的分析調試及系統特性的實時仿真，用于燃氣發動機電控噴射技術的開發十分不方便。雖然專利為CN1749544A的專利文件公開了一種采用工控機(工業控制計算機)為核心的控制系統，用于燃氣發動機的燃氣供給控制。但該系統采用的是步進電機控制方式，而非新型的噴射式控制方式，同時該系統也不具備控制算法開發、調試和仿真功能。

目前國內外已研發出用于發動機控制器開發的商業化軟件和設備，如dSPACE公司的Microbox、Pi?Technology推出的適合于汽油機ECU快速控制開發平臺OpenECU系統、Accurate?Technologies(ATI)的基于目標ECU控制策略快速開發環境的No-Hooks?OnTarget和江奎科技有限公司的多功能汽車發動機電控單元快速開發平臺UECU。但是這類商業化產品針對性很強，適用范圍窄，主要針對燃油發動機。國內專利號為CN1641505A和CN1402187A的實用新型創造都提出了一種控制器仿真測試系統，兩者只具備仿真調試功能，其目的均是為汽車控制器提供一個虛擬的檢測平臺。專利號CN1687849A的實用新型創造利用單片機建立了一個多功能電子控制單元的開發平臺，但該平臺不具備控制策略仿真和評估功能。

(三)發明內容

本實用新型的目的在于提供一種能夠實現車用燃氣發動機多點燃氣噴射控制、控制參數的在線調整和發動機運行狀態的實時監測，具備控制策略仿真和評估功能的車用燃氣發動機電控噴射控制設備。

本實用新型的目的是這樣實現的：它包括開發裝置、運行裝置和信號處理裝置，開發裝置通過Ethernet網絡與運行裝置連接，運行裝置與信號處理裝置互聯，信號處理裝置包括工業數據采集板卡、輸入信號調理模塊和輸出信號驅動模塊，工業數據采集板卡與運行裝置互聯，輸入信號調理模塊連接工業數據采集板卡，安裝在燃氣發動機上的傳感器連接輸入信號調理模塊，工業數據采集板卡的輸出連接輸出信號驅動模塊，輸出信號驅動模塊連接燃氣發動機執行機構。

本實用新型還有這樣一些技術特征：

1、所述的運行裝置采用xPC?Target實時內核；

2、所述的輸入信號調理電路連接節氣門傳感器、進氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、爆震傳感器、轉速傳感器和氧傳感器，輸出信號驅動電路包括點火驅動電路、多點噴射控制閥驅動電路和怠速電機驅動電路，點火驅動電路連接點火線圈，怠速電機驅動電路連接怠速電機，多點噴射控制閥驅動電路連接低壓燃氣噴嘴。

本實用新型燃氣發動機電控噴射技術研發設備由開發裝置、運行裝置和信號處理裝置三部分組成。開發裝置的計算機稱為上位機，主要完成控制模型的設計、接口模塊的設計，監控界面的設計以及通過MATLAB/RTW編譯生成目標應用程序。開發裝置通過Ethernet網絡與運行裝置連接，控制運行裝置仿真進程的開始、停止、仿真裝置運行參數和仿真模型參數的在線調整，開發裝置目標應用程序的下載和運行裝置計算結果的上傳。運行裝置的計算機稱為下位機。開發裝置編譯生成的目標應用程序在下位機上具有很高的實時運算速度，能夠滿足實時控制對采樣步長的要求。運行裝置通過信號處理裝置將下位機與燃氣發動機上的傳感器和執行機構相連，組成一個閉環控制系統。信號處理裝置包括安裝在下位機上的工業數據采集板卡、輸入信號調理模塊和輸出信號驅動模塊組成。安裝在燃氣發動機的傳感器信號通過輸入信號調理模塊整形和濾波后，接到下位機采集板卡的信號端子板上。采集板卡的輸出信號經過輸出信號驅動模塊連接燃氣發動機執行機構。