[其他]微機(jī)控制汽油機(jī)節(jié)油方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86107163
• 申請(qǐng)日: 1986-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN86107163A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾維誠(chéng);馬元鎬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中工學(xué)院
• 主分類號(hào): F02M7/00
• 分類號(hào): F02M7/00;F02D41/26
• 代理公司: 華中工學(xué)院專利事務(wù)所
• 代理人: 楊為國(guó),陳捷

本發(fā)明涉及一種由微機(jī)控制汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比和強(qiáng)制怠速斷油的節(jié)油方法及裝置。

現(xiàn)有技術(shù)中，使用化油器的強(qiáng)制點(diǎn)火式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于是機(jī)械調(diào)節(jié)，不能對(duì)全部工況和使用條件保持最佳工作狀態(tài)，燃油消耗較大，工作效率較低。如采用微型計(jì)算機(jī)按不同工況和使用條件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)作智能調(diào)節(jié)，使之經(jīng)常處于優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，可以明顯提高工作性能，降低燃油消耗，增加經(jīng)濟(jì)效益。目前，國(guó)內(nèi)外使用這一技術(shù)，已取得不少成果。例如：美國(guó)專利NO：4344398，德國(guó)專利NO：3202222，NO：3309235等。上述各方案以及其他類似方案有兩個(gè)共同之處，第一，它們無(wú)例外地采用了數(shù)量不等的傳感器，通過(guò)傳感器，將測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)變?yōu)殡娦盘?hào)，再送入微機(jī)進(jìn)行處理。第二，它們均采用開環(huán)控制，即在實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)出最佳空燃比的分布場(chǎng)，把有關(guān)數(shù)據(jù)存入微機(jī)，工作時(shí)，先測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)，通過(guò)查表運(yùn)算，找出相應(yīng)的最佳工作點(diǎn)，然后控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按分布場(chǎng)中規(guī)定的數(shù)據(jù)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。這兩點(diǎn)給現(xiàn)有技術(shù)方案帶來(lái)缺陷。首先，傳感器價(jià)格昂貴;特別是在國(guó)內(nèi)，傳感器的穩(wěn)定性和價(jià)格問(wèn)題尚未解決，使用許多傳感器，既影響整個(gè)控制機(jī)構(gòu)工作的可靠性，又提高了成本。其次由于發(fā)動(dòng)機(jī)使用條件經(jīng)常變化，影響因素復(fù)雜，用開環(huán)控制的方法獲得的最佳空燃比只能是理論上的最佳值，與實(shí)際最佳值存在一定距離，這意味著，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油的潛力尚未充分挖掘。本發(fā)明提出者致力于克服現(xiàn)有技術(shù)方案的上述缺陷。

本發(fā)明的目的在于完全不使用傳感器，以發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火脈沖作為轉(zhuǎn)速信號(hào)，以節(jié)氣門位置信號(hào)作為負(fù)荷信號(hào)，直接送入微機(jī)進(jìn)行處理，再由微機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)作智能調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用開環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合，以求更好地適應(yīng)各種工況及工作環(huán)境，補(bǔ)償加工誤差及長(zhǎng)期磨損等因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，在原有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低燃油消耗，增加經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明所依循的理論根據(jù)是：

1.汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作于混合氣的空燃比適當(dāng)稀于化學(xué)當(dāng)量比的狀況時(shí)，可以在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的前提下，改善燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放中的有害成分，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于部分工況時(shí)，其效果尤為顯著。

2.通過(guò)減少燃油供給量或增加空氣進(jìn)氣量的方式，可以獲得較稀混合氣。通常使用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，保證良好燃燒的稀混合氣空燃比范圍為16～20，具體的空燃比最佳值，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)工況及工作條件。

3.發(fā)動(dòng)機(jī)工況主要由轉(zhuǎn)速參量和負(fù)荷參量決定。獲得與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)的點(diǎn)火信號(hào)，及與負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的節(jié)氣門位置信號(hào)，即可確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，從而可以計(jì)算出相應(yīng)的、以最小油耗為目標(biāo)的最佳空燃比。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施：

1.由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算周期遠(yuǎn)比發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火周期小得多，本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖度量點(diǎn)火周期，精確地測(cè)算發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，從而免除了專用的轉(zhuǎn)速傳感器和加速度傳感器。本發(fā)明利用節(jié)氣門位置開關(guān)與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定負(fù)荷參量，從而免除了負(fù)壓傳感器。

2.為實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳控制，本發(fā)明在采用開環(huán)控制的同時(shí)，還采用了閉環(huán)自適應(yīng)控制。其控制過(guò)程是這樣實(shí)現(xiàn)的：在實(shí)驗(yàn)條件下，以最小油耗獲得最大功率為目標(biāo)，測(cè)出對(duì)應(yīng)各種轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置的最佳空燃比分布場(chǎng)，將測(cè)得的數(shù)據(jù)列成表格，存入微機(jī)的內(nèi)部存貯器。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，微機(jī)通過(guò)點(diǎn)火脈沖測(cè)算發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)節(jié)氣門位置開關(guān)的狀態(tài)找出相應(yīng)的空燃比數(shù)據(jù)，以表中規(guī)定的數(shù)據(jù)去控制數(shù)控閥。這就是開環(huán)控制。然而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的工況和工作環(huán)境與實(shí)驗(yàn)條件不盡相同;控制過(guò)程不可避免地存在延時(shí);同一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)由于加工誤差，性能參數(shù)也不完全一樣;且各汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短不同，零部件的磨損也有差異。所有上述因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)均有不同程度的影響，這是開環(huán)控制無(wú)法估計(jì)的。因此，由開環(huán)控制，通過(guò)查表所獲得的最佳空燃比是理論的而非實(shí)際的最佳值。本發(fā)明在開環(huán)控制的同時(shí)，還要作閉環(huán)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速既作為控制的依據(jù)，又作為控制的結(jié)果。在開環(huán)控制找出的工作點(diǎn)附近，逐步增加（或減少）輔助進(jìn)氣量，利用微機(jī)測(cè)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化;根據(jù)轉(zhuǎn)速的增減，反過(guò)來(lái)再調(diào)節(jié)輔助進(jìn)氣量，如此反復(fù)多次，直至轉(zhuǎn)速在對(duì)應(yīng)的工況下達(dá)到可能的最大值，這時(shí)空燃比的數(shù)值就是該條件下的實(shí)際最佳值，而該工作點(diǎn)就是最佳工作點(diǎn)，微機(jī)找到這一點(diǎn)后將使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在這一點(diǎn)上運(yùn)行。當(dāng)然，環(huán)境在變化，必定引起最佳工作點(diǎn)變化，為使發(fā)動(dòng)機(jī)不偏離最佳工作曲線，微機(jī)定期對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)控。