[其他]微機控制汽油機節油方法及裝置

無效

• 申請號: 86107163
• 申請日: 1986-10-30
• 公開（公告）號: CN86107163A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 曾維誠;馬元鎬
• 申請（專利權）人: 華中工學院
• 主分類號: F02M7/00
• 分類號: F02M7/00;F02D41/26
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 楊為國,陳捷

本發明涉及一種由微機控制汽油發動機的空燃比和強制怠速斷油的節油方法及裝置。

現有技術中，使用化油器的強制點火式汽油發動機，由于是機械調節，不能對全部工況和使用條件保持最佳工作狀態，燃油消耗較大，工作效率較低。如采用微型計算機按不同工況和使用條件對發動機作智能調節，使之經常處于優化運行狀態，可以明顯提高工作性能，降低燃油消耗，增加經濟效益。目前，國內外使用這一技術，已取得不少成果。例如：美國專利NO：4344398，德國專利NO：3202222，NO：3309235等。上述各方案以及其他類似方案有兩個共同之處，第一，它們無例外地采用了數量不等的傳感器，通過傳感器，將測得的發動機各項參數變為電信號，再送入微機進行處理。第二，它們均采用開環控制，即在實驗條件下，測出最佳空燃比的分布場，把有關數據存入微機，工作時，先測得發動機的參數，通過查表運算，找出相應的最佳工作點，然后控制執行機構，按分布場中規定的數據，控制發動機的運行狀態。這兩點給現有技術方案帶來缺陷。首先，傳感器價格昂貴;特別是在國內，傳感器的穩定性和價格問題尚未解決，使用許多傳感器，既影響整個控制機構工作的可靠性，又提高了成本。其次由于發動機使用條件經常變化，影響因素復雜，用開環控制的方法獲得的最佳空燃比只能是理論上的最佳值，與實際最佳值存在一定距離，這意味著，發動機節油的潛力尚未充分挖掘。本發明提出者致力于克服現有技術方案的上述缺陷。

本發明的目的在于完全不使用傳感器，以發動機的點火脈沖作為轉速信號，以節氣門位置信號作為負荷信號，直接送入微機進行處理，再由微機對發動機的工作狀態作智能調節。本發明采用開環控制和閉環控制相結合，以求更好地適應各種工況及工作環境，補償加工誤差及長期磨損等因素對發動機的影響，在原有基礎上，進一步降低燃油消耗，增加經濟效益。

本發明所依循的理論根據是：

1.汽油發動機工作于混合氣的空燃比適當稀于化學當量比的狀況時，可以在不影響發動機動力性能的前提下，改善燃油經濟性，降低排放中的有害成分，發動機運行于部分工況時，其效果尤為顯著。

2.通過減少燃油供給量或增加空氣進氣量的方式，可以獲得較稀混合氣。通常使用的汽油發動機，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，取決于發動機工況及工作條件。

3.發動機工況主要由轉速參量和負荷參量決定。獲得與發動機轉速相關的點火信號，及與負荷相對應的節氣門位置信號，即可確定發動機的工況，從而可以計算出相應的、以最小油耗為目標的最佳空燃比。

為實現發動機的優化運行，本發明采用了以下技術措施：

1.由于計算機的運算周期遠比發動機的點火周期小得多，本發明利用計算機的標準時鐘脈沖度量點火周期，精確地測算發動機的瞬時轉速，從而免除了專用的轉速傳感器和加速度傳感器。本發明利用節氣門位置開關與發動機負荷之間的對應關系確定負荷參量，從而免除了負壓傳感器。

2.為實現微機對發動機的最佳控制，本發明在采用開環控制的同時，還采用了閉環自適應控制。其控制過程是這樣實現的：在實驗條件下，以最小油耗獲得最大功率為目標，測出對應各種轉速和節氣門位置的最佳空燃比分布場，將測得的數據列成表格，存入微機的內部存貯器。發動機運行時，微機通過點火脈沖測算發動機的轉速，并根據節氣門位置開關的狀態找出相應的空燃比數據，以表中規定的數據去控制數控閥。這就是開環控制。然而汽車發動機實際運行時的工況和工作環境與實驗條件不盡相同;控制過程不可避免地存在延時;同一型號的發動機由于加工誤差，性能參數也不完全一樣;且各汽車發動機運行時間長短不同，零部件的磨損也有差異。所有上述因素對發動機均有不同程度的影響，這是開環控制無法估計的。因此，由開環控制，通過查表所獲得的最佳空燃比是理論的而非實際的最佳值。本發明在開環控制的同時，還要作閉環自適應調節。這時，發動機轉速既作為控制的依據，又作為控制的結果。在開環控制找出的工作點附近，逐步增加（或減少）輔助進氣量，利用微機測算發動機轉速的變化;根據轉速的增減，反過來再調節輔助進氣量，如此反復多次，直至轉速在對應的工況下達到可能的最大值，這時空燃比的數值就是該條件下的實際最佳值，而該工作點就是最佳工作點，微機找到這一點后將使發動機保持在這一點上運行。當然，環境在變化，必定引起最佳工作點變化，為使發動機不偏離最佳工作曲線，微機定期對發動機進行測控。