[實(shí)用新型]一種HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320152492.7
• 申請(qǐng)日: 2013-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203308594U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志永;劉佳;李賢坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)城汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): F02D43/00
• 分類號(hào): F02D43/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可使HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，屬于控制技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

目前發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的控制策略，多是通過(guò)駕駛員意圖判斷，將駕駛員命令轉(zhuǎn)化為不同的工況來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)，是基于工況的控制手段，針對(duì)瞬態(tài)工況，控制的實(shí)時(shí)性和靈活性較差。?

HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)采用全新的汽油壓燃方式，具有突出的節(jié)油性能和低排放性能，但HCCI燃燒過(guò)程對(duì)缸內(nèi)熱氛圍非常敏感，燃燒循環(huán)之間的熱氛圍狀態(tài)相互影響，若采用工況控制方式，在小負(fù)荷時(shí)，由于缸內(nèi)熱氛圍差，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)容易失火；而在高負(fù)荷時(shí)，混合氣燃燒速度過(guò)快，易發(fā)生爆震。因此，HCCI燃燒方式只適合中等負(fù)荷。由于上述原因，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用兩種燃燒模式，中等負(fù)荷下采用HCCI燃燒模式，而其它工況還采用傳統(tǒng)SI燃燒模式。這樣，傳統(tǒng)的ECU便無(wú)法針對(duì)不同的燃燒模式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，必須開(kāi)發(fā)適合不同燃燒模式的控制系統(tǒng)。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，使HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。?

本實(shí)用新型所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

一種HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，它包括單片機(jī)、ECU、繼電器、曲軸編碼器和三個(gè)低邊驅(qū)動(dòng)器，所述繼電器的控制線圈接單片機(jī)的輸出端口，所述曲軸編碼器的輸出端接單片機(jī)的輸入端口，三個(gè)低邊驅(qū)動(dòng)器的漏極接地，柵極接單片機(jī)的不同輸出端口，源極分別經(jīng)繼電器的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)接發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線圈、噴油器線圈和高壓油泵線圈，所述ECU的三個(gè)輸出端口分別經(jīng)繼電器的三個(gè)常閉觸點(diǎn)接發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線圈、噴油器線圈和高壓油泵線圈，發(fā)動(dòng)機(jī)的VVL驅(qū)動(dòng)電機(jī)接單片機(jī)的輸出端口；所述低邊驅(qū)動(dòng)器采用場(chǎng)效應(yīng)管。

上述HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，所述單片機(jī)還通過(guò)通訊接口與工控計(jì)算機(jī)連接。?

上述HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，所述單片機(jī)為Freescale單片機(jī)。?

本實(shí)用新型在發(fā)動(dòng)機(jī)原有ECU的基礎(chǔ)上增設(shè)了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)采用的旁通控制系統(tǒng)，使HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在中等負(fù)荷下工作在HCCI燃燒模式，而其它工況下工作在SI燃燒模式，克服了采用單一燃燒模式時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)易失火和爆震的缺陷，提高了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。?

圖1是本實(shí)用新型的電原理圖；?

圖2是工作流程圖。

圖中各標(biāo)號(hào)清單為：U1、單片機(jī)，BM、曲軸編碼器，GK、工控計(jì)算機(jī)，M、VVL驅(qū)動(dòng)電機(jī),L1、點(diǎn)火線圈，L2、噴油器線圈，L3、高壓油泵線圈，ECU、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，Q1、第一低邊驅(qū)動(dòng)器，Q2、第二低邊驅(qū)動(dòng)器，Q3、第三低邊驅(qū)動(dòng)器，J、繼電器。?

具體實(shí)施方式

參看圖1，本實(shí)用新型涉及兩套控制電路，一路為發(fā)動(dòng)機(jī)原有的ECU，一路為基于Freescale單片機(jī)U1開(kāi)發(fā)的旁通控制電路。兩套控制電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的并行控制。?

基于Freescale單片機(jī)U1開(kāi)發(fā)的控制模塊利用與原機(jī)ECU同步的曲軸編碼器BM的輸入信號(hào)觸發(fā)工作，既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火、噴油和高壓油泵的控制，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)VVL驅(qū)動(dòng)電機(jī)M的特殊控制。?

對(duì)原機(jī)ECU線束進(jìn)行改造，在點(diǎn)火線圈L1、噴油器線圈L2、高壓油泵線圈L3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線上增加了多路繼電器J。Freescale單片機(jī)U1輸出并行切換脈沖，利用多路繼電器J選擇采用那一套控制系統(tǒng)去控制發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火、噴油和高壓油泵動(dòng)作。?

發(fā)動(dòng)機(jī)工作于SI燃燒模式時(shí)，由原機(jī)ECU控制，繼電器J接通原機(jī)ECU，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，由原機(jī)脈譜控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、噴油和油泵電磁閥的動(dòng)作。發(fā)動(dòng)機(jī)工作在HCCI燃燒模式時(shí)，繼電器J接通Freescale控制電路，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、噴油和油泵由Freescale單片機(jī)U1進(jìn)行控制。通過(guò)繼電器J的切換可以在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)兩種燃燒模式的燃燒。?

發(fā)動(dòng)機(jī)工作于HCCI燃燒模式時(shí)，除噴油、點(diǎn)火和高壓油泵改由Freescale單片機(jī)U1控制外，原來(lái)由ECU控制的其它部件仍由ECU控制。在保留原發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制策略的基礎(chǔ)上，可以對(duì)瞬態(tài)過(guò)程中某些關(guān)鍵的循環(huán)進(jìn)行針對(duì)性研究和分析。在需要對(duì)某些循環(huán)進(jìn)行研究時(shí)，只需在工控計(jì)算機(jī)軟件中設(shè)置需要控制的循環(huán)標(biāo)號(hào)，就可以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到該循環(huán)時(shí)使之按照單片機(jī)內(nèi)部的軟件控制程序運(yùn)行。在工控計(jì)算機(jī)軟件中設(shè)置連續(xù)的循環(huán)標(biāo)號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)循環(huán)的連續(xù)控制。?

單片機(jī)U1可以根據(jù)事先標(biāo)定的控制脈譜輸出可變氣門升程VVL驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于可變氣門升程機(jī)構(gòu)控制。?

具體的工作流程見(jiàn)圖2：原機(jī)ECU和Freescale單片機(jī)U1控制系統(tǒng)同時(shí)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置、進(jìn)氣壓力、轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等工況參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、暖機(jī)、怠速、小負(fù)荷和高負(fù)荷等不適合HCCI燃燒的工況，繼電器J接通原機(jī)ECU，由原機(jī)ECU查找內(nèi)部MAP,控制噴油量、噴油正時(shí)、供油正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于SI工作模式。在控制系統(tǒng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在中等負(fù)荷時(shí)，繼電器J接通Freescale單片機(jī)U1，由Freescale單片機(jī)U1查找內(nèi)部MAP,控制噴油量、噴油正時(shí)、供油正時(shí)、VVL驅(qū)動(dòng)電機(jī)M的PWM頻率等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于HCCI工作模式。?