[發(fā)明專利]一種基于分段控制的氫氣發(fā)動機(jī)起動控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110336494.7
• 申請日: 2011-10-29
• 公開（公告）號: CN102392744A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉興華;王道靜;梁虹
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: F02D11/10
• 分類號: F02D11/10;F02D41/30;F02P5/145
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;高燕燕

1.一種氫氣燃料發(fā)動機(jī)的起動控制方法，其特征在于，該方法采用的凸輪軸齒盤包括2個(gè)寬齒和2個(gè)窄齒，2個(gè)寬齒相鄰，2個(gè)窄齒相鄰，每個(gè)齒的齒寬和齒缺寬度之和對應(yīng)的凸輪軸角度都是90度；根據(jù)凸輪軸齒盤的安裝機(jī)械位置，確定各缸點(diǎn)火時(shí)和噴氫時(shí)對應(yīng)的凸輪軸相位；

發(fā)動機(jī)起動后，獲取凸輪軸信號和曲軸信號，并實(shí)時(shí)檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行如下分區(qū)處理：

轉(zhuǎn)速低于50轉(zhuǎn)/分時(shí)，不進(jìn)行噴氫、點(diǎn)火設(shè)置和節(jié)氣門操作；

轉(zhuǎn)速在50轉(zhuǎn)/分-150轉(zhuǎn)/分時(shí)，仍然不進(jìn)行噴氫、點(diǎn)火設(shè)置，但在檢測到轉(zhuǎn)速大于50轉(zhuǎn)/分時(shí)，立刻控制發(fā)動機(jī)前8轉(zhuǎn)節(jié)氣門全開，而后關(guān)閉；

轉(zhuǎn)速在150轉(zhuǎn)/分-400轉(zhuǎn)/分時(shí)，利用凸輪軸信號確定當(dāng)前捕獲到的齒型為寬齒還是窄齒；根據(jù)本次和上一次捕獲的齒型確定當(dāng)前凸輪軸相位，根據(jù)當(dāng)前凸輪軸相位判斷當(dāng)前需要輸出噴氫、點(diǎn)火控制信號的缸，并對該缸輸出相應(yīng)控制信號，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火、噴氫設(shè)置；

轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分后，根據(jù)曲軸信號確定曲軸相位，根據(jù)曲軸相位進(jìn)行點(diǎn)火、噴氫設(shè)置；

轉(zhuǎn)速高于1000轉(zhuǎn)/分后，起動完成，進(jìn)入怠速狀態(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將凸輪軸上的齒按照窄齒——寬齒——寬齒——窄齒的順序進(jìn)行標(biāo)記，凸輪軸安裝時(shí)，所述順序中的凸輪軸各齒信號的下降沿依次對應(yīng)發(fā)動機(jī)1缸、3缸、4缸、2缸的壓縮上止點(diǎn)；在壓縮上止點(diǎn)輸出對應(yīng)缸的噴氫、點(diǎn)火信號；

在轉(zhuǎn)速處于150轉(zhuǎn)/分-400轉(zhuǎn)/分期間，所述根據(jù)本次和上一次捕獲的齒型確定當(dāng)前凸輪軸相位，根據(jù)當(dāng)前凸輪軸相位判斷當(dāng)前需要輸出噴氫、點(diǎn)火控制信號的缸，并對該缸進(jìn)行相應(yīng)噴氫和點(diǎn)火設(shè)置的步驟具體為：

若本次捕獲的為寬齒且上一次捕獲的為寬齒，則輸出4缸點(diǎn)火控制信號、輸出1缸噴氫控制信號；

若本次捕獲的為寬齒且上一次捕獲的為窄齒，則輸出3缸點(diǎn)火控制信號、輸出2缸噴氫控制信號；

若本次捕獲為窄齒而上一次捕獲為寬齒，則輸出2缸點(diǎn)火控制信號，輸出3缸噴氫控制信號；

若本次捕獲為窄齒且上一次捕獲為窄齒；則輸出1缸點(diǎn)火控制信號、輸出4缸噴氫控制信號。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，凸輪軸齒盤和曲軸齒盤具有固定的相位關(guān)系，即曲軸齒盤中齒缺的結(jié)束位置對著凸輪軸齒盤其中一個(gè)寬齒X的齒部，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)一圈、凸輪軸相應(yīng)轉(zhuǎn)半圈后所述齒缺的位置對著與所述寬齒X相對的窄齒齒缺；

在轉(zhuǎn)速處于400轉(zhuǎn)/分-1000轉(zhuǎn)/分期間，所述根據(jù)曲軸相位進(jìn)行點(diǎn)火、噴氫設(shè)置為：

1)獲取凸輪軸信號和曲軸信號，齒對應(yīng)高電平，齒缺對應(yīng)低電平；設(shè)定一個(gè)變量用于記錄齒數(shù)，齒數(shù)從曲軸的齒缺處同時(shí)凸輪軸信號為高電平的位置開始計(jì)數(shù)，從0依次遞增；

2)每次曲軸信號上升沿到來時(shí)，判斷當(dāng)前周期為缺齒還是正常齒；如果是正常齒，則齒數(shù)變量加1；否則，進(jìn)行齒數(shù)變量的糾錯(cuò)更新；

所述糾錯(cuò)更新具體為：

如果此時(shí)凸輪軸信號為低電平，齒數(shù)變量的值不是58，則確認(rèn)數(shù)齒錯(cuò)誤，齒數(shù)變量的值更新為61；

如果此時(shí)凸輪軸信號為低電平，且齒數(shù)變量的值是58，則確認(rèn)數(shù)齒正確，齒數(shù)變量的值加3；

如果此時(shí)凸輪軸信號為高電平，齒數(shù)變量的值不是118，則確認(rèn)數(shù)齒錯(cuò)誤，齒數(shù)變量的值清0；

如果此時(shí)凸輪軸信號為高電平，且齒數(shù)變量的值是118，則確認(rèn)數(shù)齒正確齒數(shù)變量的值清0；

3)根據(jù)當(dāng)前的齒數(shù)變量的值以及每齒對應(yīng)的曲軸角度確定當(dāng)前曲軸相位，根據(jù)曲軸相位進(jìn)行點(diǎn)火、噴氫設(shè)置。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟1)中進(jìn)一步設(shè)定另外2個(gè)變量，分別記錄數(shù)齒出錯(cuò)時(shí)的齒數(shù)和數(shù)齒錯(cuò)誤的次數(shù)；

當(dāng)判定數(shù)齒錯(cuò)誤后，輸出此時(shí)的齒數(shù)，記錄數(shù)齒錯(cuò)誤次數(shù)的變量加1，輸出數(shù)齒錯(cuò)誤次數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，寬齒齒缺對應(yīng)角度小于45度，窄齒齒缺對應(yīng)角度大于45度；

所述利用凸輪軸信號確定當(dāng)前捕獲到的齒型為寬齒還是窄齒的步驟具體包括：①當(dāng)凸輪軸信號電平發(fā)生變化時(shí)，捕獲當(dāng)前信號，同時(shí)檢測當(dāng)前信號的電位，如果當(dāng)前電位為低電平，則為下降沿；如果當(dāng)前電位為高電平，則為上升沿；一個(gè)整齒的周期從下降沿開始；

②根據(jù)下降沿和上升沿的時(shí)間差計(jì)算出低電平的時(shí)間，根據(jù)上升沿和下降沿的時(shí)差計(jì)算出高電平的時(shí)間；

③利用高電平的寬度和凸輪軸信號周期的寬度計(jì)算出占空比，如果占空比大于50％，則為寬齒，否則為窄齒。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用16位單片機(jī)執(zhí)行所述控制方法，單片機(jī)檢測凸輪軸信號和曲軸信號的時(shí)鐘周期為104.9ms。