CN106762179B - 一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***，属于车辆发动机控制技术领域。该***包括：第一温度传感器，用于检测进气歧管内的空气温度；第二温度传感器，用于检测油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度；第一加热元件，用于对进气歧管内的空气进行加热；第二加热元件，用于对油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；和控制器，用于根据空气温度选择性地开启和停用第一加热元件，并根据甲醇燃料温度选择性地开启和停用第二加热元件。本发明的方案，由于在当环境温度适合甲醇冷启动时，***不会启动加热，由此可以节省能源。在空气温度和甲醇燃料温度满足启动要求时，即便发动机未启动，***会自动停止加热，进而不会损坏进气歧管和供油管路。

Description

一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***及方法

技术领域

本发明涉及车辆发动机控制技术领域，特别是涉及一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***及方法。

背景技术

甲醇作为车用燃料优点很多，然而由于其燃点较高，导致甲醇车低温启动困难。为解决甲醇燃料低温启动问题，目前普遍采用双油轨技术，即汽油作为启动燃料，当发动机温度达到一定程度后再切换为甲醇燃料工作。

双油轨技术的缺点是采用两套油轨对空间布置有要求，使得无法兼顾两套喷油器最佳喷射角度，影响燃料性能发挥。为克服双油轨的缺点，目前正在向单油轨技术转变。目前单油轨技术是从两个方向去解决甲醇冷启动困难问题：一个方向是采用汽油燃料进行启动，当温度条件达到要求时，控制***将燃料切换到甲醇燃料，汽油、甲醇共用一根油轨；另一个方向是启动阶段和正常工作阶段都采用甲醇燃料，在启动阶段对进气温度或甲醇燃料进行加热，以实现甲醇燃料的正常冷启动。

图1是现有技术中对于在启动阶段和正常工作阶段均采用甲醇燃料方案时的工作原理图。如图1所示，其工作原理是：钥匙***点火开关接通汽车电源，开关启动信号器通过控制器控制电磁继电器接通正温度效应电热器电源，对通过空气滤清器和节气门进入进气总管的空气进行加热，热空气进入进气歧管，与喷油器喷出的燃油混合，改善燃油雾化和气化，形成加热可燃混合气，车辆实现冷启动。水温传感器在检测到发动机暖机，冷却水温达到60℃时，通过控制器控制电磁继电器将正温度效应电热器断电，完成启动预热过程，车辆主控制***以常态工作。

发明内容

发明人发现，现有技术中的方案存在明显的缺陷和不足，例如：1)当环境温度满足冷启动要求时，该发动机仍启动正温度效应电热器对空气加热，浪费能量。2)从钥匙***点火开关接通电源到发动机启动的时间太短，正温度效应电热器对空气加热时间太短，加热不充分，在气温低的北方难以一次冷启动成功。3)钥匙***点火开关接通电源，正温度效应电热器马上对空气加热；***钥匙后，如果驾驶员长时间未进行启动发动机动作，正温度效应电热器则一直加热，会损坏进气歧管，且耗光汽车电瓶电量。4)仅对进气歧管中空气进行加热，而不对甲醇燃料进行加热，使得甲醇与空气混合气不易燃烧。

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***，用于在所述甲醇发动机处于启动阶段时对甲醇燃料和空气进行加热控制，所述车辆包括进气歧管和油轨喷油器总成，所述***包括：

第一温度传感器，用于检测所述进气歧管内的空气温度；

第二温度传感器，用于检测所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度；

第一加热元件，用于对所述进气歧管内的空气进行加热；

第二加热元件，用于对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；和

控制器，用于根据所述空气温度选择性地开启和停用所述第一加热元件，并根据所述甲醇燃料温度选择性地开启和停用所述第二加热元件。

进一步地，所述控制器配置成在所述空气温度不高于第一预设温度时开启所述第一加热元件，在所述甲醇燃料温度不高于第二预设温度时开启所述第二加热元件。

进一步地，所述***还包括：

冷却液温度传感器，用于获取所述甲醇发动机处的冷却液温度；

其中，所述控制器配置成在所述空气温度高于所述第一预设温度，或者在所述冷却液温度高于第三预设温度时停用所述第一加热元件，在所述甲醇燃料温度高于所述第二预设温度，或者在所述冷却液温度高于所述第三预设温度时停用所述第二加热元件。

进一步地，所述***还包括：

门开关感应装置，用于检测所述车辆的车门的开关状态，并将所述车门的所述开关状态的信号发送至所述控制器，所述开关状态包括打开状态和关闭状态；

其中，所述控制器配置成在接收到所述车门处于打开状态的信号时，根据所述空气温度选择性地开启和停用所述第一加热元件，并根据所述甲醇燃料温度选择性地开启和停用所述第二加热元件。

进一步地，在所述第一加热元件和所述第二加热元件被停用时，所述甲醇发动机的工作状态由启动阶段进入正常工作阶段。

进一步地，所述***还包括：

第一电磁继电器，其一端连接所述第一加热元件，另一端连接所述控制器，用于接收所述控制器的控制信号，以选择性地开启和关闭所述第一加热元件；和

第二电磁继电器，其一端连接所述第二加热元件，另一端连接所述控制器，用于接收所述控制器的控制信号，以选择性地开启和关闭所述第二加热元件。

进一步地，所述控制器配置成在所述车门处于打开状态时，若所述空气温度高于所述第一预设温度，则不开启所述第一加热元件，若所述甲醇燃料温度高于第二预设温度，则不开启所述第二加热元件。

特别地，本发明提供了一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制方法，用于在所述甲醇发动机处于启动阶段时对甲醇燃料和空气进行加热控制，所述车辆包括进气歧管和油轨喷油器总成，所述方法包括如下步骤：

检测所述进气歧管内的空气温度和所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度；

根据所述空气温度对所述进气歧管内的空气进行加热或停止对所述空气的加热；

根据所述甲醇燃料温度对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热或停止对所述甲醇燃料的加热。

进一步地，根据所述空气温度对所述进气歧管内的空气进行加热或停止对所述空气的加热，包括如下步骤：

在所述空气温度不高于第一预设温度时，对所述进气歧管内的空气进行加热；

在所述空气温度高于所述第一预设温度时，不对所述空气进行加热或者停止对所述空气的加热；

可选地，在所述冷却液温度高于第三预设温度时，停止对所述空气的加热。

进一步地，根据所述甲醇燃料温度对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热或停止对所述甲醇燃料的加热，包括如下步骤：

在所述甲醇燃料温度不高于第二预设温度时，对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；

在所述甲醇燃料温度高于第二预设温度时，不对所述甲醇燃料进行加热或者停止对所述甲醇燃料的加热。

本发明的方案，由于在当环境温度适合甲醇冷启动时，即空气温度和甲醇燃料温度满足启动要求时，***不会启动加热，由此可以节省能源。与现有技术中的如果驾驶员长时间未进行启动发动机动作，正温度效应电热器则一直加热的技术方案相比，本发明的技术方案，在进气歧管中的空气温度和油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度满足启动要求时，即便发动机未启动，***会自动停止加热，进而不会损坏进气歧管和供油管路。

与现有技术中的只对空气进行加热，未对甲醇燃料进行加热的方案相比，本发明的方案，能够同时对甲醇燃料和空气进行加热，使得燃料燃烧更加充分。此外，与现有技术中的在钥匙***点火开关接通电源到发动机启动时间段内对空气进行加热的技术方案相比，本发明的方案，是在车门被打开时就对空气进行加热，加热的时间更长，使得空气加热更加充分。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是图1是现有技术中对于在启动阶段和正常工作阶段均采用甲醇燃料方案时的工作原理图；

图2是根据本发明一个实施例的用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***的示意性框图；

图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***的工作原理图；

图4是根据本发明一个实施例的用于车辆的甲醇发动机冷启动控制方法的流程示意图。

具体实施方式

图2示出了根据本发明一个实施例的用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***100的示意性框图。图3示出了根据本发明一个实施例的用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***100的工作原理图。本发明提供了一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***100，该***100是用于在甲醇发动机处于启动阶段时对甲醇燃料和空气进行加热控制。本发明采用单油轨技术，该***100可以包括燃料储罐、油泵和油轨喷油器总成230。工作时，油泵将甲醇燃料从燃料储罐中泵送至油轨喷油器总成230处，以喷出雾化状态的甲醇燃料至进气道内，再输送至甲醇发动机的燃烧室内。该***100还可以包括节气门220、空气滤清器210和进气歧管240，经过空气滤清器210的空气进入进气歧管240，与甲醇燃料混合，并进入燃烧室内进行燃烧。如图2和图3所示，为了对空气和甲醇进行智能加热，该***100还可以包括第一温度传感器110、第二温度传感器120、第一加热元件130、第二加热元件140和控制器150。其中，该第一温度传感器110用于检测进气歧管240内的空气温度。该第二温度传感器120用于检测油轨喷油器总成230处的甲醇燃料温度。该第一加热元件130用于对进气歧管240内的空气进行加热。该第二加热元件140用于对油轨喷油器总成230处的甲醇燃料进行加热。该控制器150，用于根据空气温度选择性地开启和停用第一加热元件130，并根据甲醇燃料温度选择性地开启和停用第二加热元件140。

在一个实施例中，为了能够智能地启动和停用第一加热元件130和第二加热元件140，该控制器150可以配置成在空气温度不高于第一预设温度时开启第一加热元件130，在空气温度高于该第一预设温度时停用该第一加热元件130；在甲醇燃料温度不高于第二预设温度时开启第二加热元件140，在甲醇燃料温度高于该第二预设温度时停用该第二加热元件140。

在另一实施例中，为了能够智能地启动和停用第一加热元件130和第二加热元件140，该控制器150还可以包括冷却液温度传感器160。其用于获取所述甲醇发动机处的冷却液温度。该控制器150可以配置成在空气温度不高于第一预设温度时开启第一加热元件130，在冷却液温度高于第三预设温度时停用该第一加热元件130；在甲醇燃料温度不高于第二预设温度时开启第二加热元件140，在冷却液温度高于该第三预设温度时停用该第二加热元件140。其中，第一加热元件130和第二加热元件140可以是能够将自身发出的热量传递至空气和甲醇的可发热部件，例如可以是正温度效应电热器。

本发明的方案，由于在当环境温度适合甲醇冷启动时，即空气温度和甲醇燃料温度满足启动要求时，***100不会启动加热，由此可以节省能源。与现有技术中的如果驾驶员长时间未进行启动发动机动作，正温度效应电热器则一直加热的技术方案相比，本发明的技术方案，在进气歧管240中的空气温度和油轨喷油器总成230处的甲醇燃料温度满足启动要求时，即便发动机未启动，***100会自动停止加热，进而不会损坏进气歧管240和供油管路。与现有技术中的只对空气进行加热，未对甲醇燃料进行加热的方案相比，本发明的方案，能够同时对甲醇燃料和空气进行加热，使得燃料燃烧更加充分。

为了延长对空气或甲醇燃料的加热时间，该***100还可以包括门开关感应装置170，用于检测车辆的车门的开关状态，并将车门的开关状态的信号发送至控制器150，开关状态包括打开状态和关闭状态。即门开关感应装置170用来感应车门是处于打开状态还是关闭状态。控制器150配置成在接收到车门处于打开状态的信号时，根据空气温度选择性地开启和停用第一加热元件130，并根据甲醇燃料温度选择性地开启和停用第二加热元件140。在第一加热元件130和第二加热元件140被停用时，甲醇发动机的工作状态由启动阶段进入正常工作阶段。此处“停用”是指，第一加热和第二加热元件140被开启后，在空气和甲醇燃料的温度达到正常工作的要求时，关闭第一加热和第二加热元件140，即停止对空气和甲醇燃料的加热。控制器150配置成在车门处于打开状态时，若空气温度高于第一预设温度，则不开启第一加热元件130，若甲醇燃料温度高于第二预设温度，则不开启第二加热元件140。因此，第一加热元件130和第二加热元件140都有可能没有被开启，此处“不开启”是指，第一加热元件130和第二加热元件140自始就没有被启动，即在发动机处于启动阶段时，空气和甲醇燃料不需要被加热，就不需要开启第一加热元件130和第二加热元件140。

与现有技术中的在钥匙***点火开关接通电源到发动机启动时间段内对空气进行加热的技术方案相比，本发明的方案，是在车门被打开时就对空气进行加热，加热的时间更长，使得空气加热更加充分。

为了能够自动感应或者快速感应到进气歧管240处的空气温度和油轨喷油器总成230处的甲醇燃料温度，该***100还可以包括第一电磁继电器180和第二电磁继电器190。该第一电磁继电器180的一端连接第一加热元件130，另一端连接控制器150，用于接收控制器150的控制信号，以选择性地开启和关闭第一加热元件130。该第二电磁继电器190的一端连接第二加热元件140，另一端连接控制器150，用于接收控制器150的控制信号，以选择性地开启和关闭第二加热元件140。

特别地，本发明还提供了一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制方法，用于在甲醇发动机处于启动阶段时对甲醇燃料和空气进行加热控制。该车辆可以包括进气歧管和油轨喷油器总成，该方法包括如下步骤：

S100、检测进气歧管内的空气温度和油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度；

S200、根据空气温度对进气歧管内的空气进行加热或停止对空气的加热；

S300、根据甲醇燃料温度对油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热或停止对甲醇燃料的加热。

在一个实施例中，上述步骤S200可以包括如下步骤：

S201、在空气温度不高于第一预设温度时，对进气歧管内的空气进行加热；

S202、在空气温度高于第一预设温度时，不对空气进行加热或者停止对空气的加热。

在另一实施例中，上述步骤S200可以包括如下步骤：

S201、在空气温度不高于第一预设温度时，对进气歧管内的空气进行加热；

S203、在冷却液温度高于第三预设温度时，停止对空气的加热。

上述步骤S300可以包括如下步骤：

S301、在甲醇燃料温度不高于第二预设温度时，对油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；

S302、在甲醇燃料温度高于第二预设温度时，不对甲醇燃料进行加热或者停止对甲醇燃料的加热。

在另一实施例中，上述步骤S300可以包括如下步骤：

S301、在甲醇燃料温度不高于第二预设温度时，对油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；

S303、在冷却液温度高于第三预设温度时，停止对甲醇燃料的加热。

方法实施例参照***实施例，方法和***中的特征是相互对应的，此处不再赘述。

本发明的用于车辆的甲醇发动机冷启动控制方法的工作原理为：当驾驶员打开车门时，门开关感应装置发出信号给控制器；控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器探测的信号，会有以下几种工作模式：

1)第一温度传感器探测的空气温度满足启动要求，并且第二温度传感器探测的燃油也满足启动要求时：

控制器不发出任何信号给第一加热元件和第二加热元件。驾驶员进入车辆，正常启动发动机。

2)第一温度传感器探测的空气温度满足启动要求，并且第二温度传感器探测的燃油不满足启动要求时：

控制器发出信号给第二电磁继电器，启动第二加热元件，加热油轨喷油器总成处的甲醇燃料。

驾驶员进入车辆，启动发动机，发动机运行。当冷却液温度传感器探测到发动机冷却液温度升到50℃时，或第二温度传感器探测燃油温度满足启动要求时；控制器发出信号，停止第二加热元件的加热。发动机进入正常工作状态。

3)第一温度传感器探测的空气温度不满足启动要求，并且第二温度传感器探测的燃油满足启动要求时：

控制器发出信号给第一电磁继电器，启动第一加热元件，加热进气歧管中空气。

驾驶员进入车辆，启动发动机，发动机运行。当冷却液温度传感器探测到发动机冷却液温度升到50℃时，或第一温度传感器探测进气歧管中空气满足启动要求时；控制器发出信号，停止第一加热元件的加热。发动机进入正常工作状态。

4)第一温度传感器探测的空气温度不满足启动要求，并且第二温度传感器探测的燃油也不满足启动要求时：

控制器发出信号给第一电磁继电器和第二电磁继电器，分别启动第一加热元件和第二加热元件，分别加热进气歧管中的空气和油轨中的甲醇燃料。

驾驶员进入车辆，启动发动机，发动机运行。当冷却液温度传感器探测到发动机冷却液温度升到50℃时，或第一温度传感器探测进气歧管中空气满足启动要求，或第二温度传感器探测燃油温度满足启动要求时；控制器发出信号，停止第一加热元件和第二加热元件的加热。发动机进入正常工作状态。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (6)

1.一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制***，用于在所述甲醇发动机处于启动阶段时对甲醇燃料和空气进行加热控制，所述车辆包括进气歧管和油轨喷油器总成，所述***包括：

第一温度传感器，用于检测所述进气歧管内的空气温度；

第二温度传感器，用于检测所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度；

第一加热元件，用于对所述进气歧管内的空气进行加热；

第二加热元件，用于对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；和

控制器，用于根据所述空气温度选择性地开启和停用所述第一加热元件，并根据所述甲醇燃料温度选择性地开启和停用所述第二加热元件；

所述***还包括：

门开关感应装置，用于检测所述车辆的车门的开关状态，并将所述车门的所述开关状态的信号发送至所述控制器，所述开关状态包括打开状态和关闭状态；

冷却液温度传感器，用于获取所述甲醇发动机处的冷却液温度；

其中，所述控制器配置成在接收到所述车门处于打开状态的信号时，根据所述空气温度选择性地开启和停用所述第一加热元件，并根据所述甲醇燃料温度选择性地开启和停用所述第二加热元件，且所述控制器配置成在所述空气温度不高于第一预设温度时开启所述第一加热元件，在所述甲醇燃料温度不高于第二预设温度时开启所述第二加热元件，在所述空气温度高于所述第一预设温度，或者在所述冷却液温度高于第三预设温度时停用所述第一加热元件，在所述甲醇燃料温度高于所述第二预设温度，或者在所述冷却液温度高于所述第三预设温度时停用所述第二加热元件。

2.根据权利要求1所述的甲醇发动机冷启动控制***，其中，在所述第一加热元件和所述第二加热元件被停用时，所述甲醇发动机的工作状态由启动阶段进入正常工作阶段。

3.根据权利要求1所述的甲醇发动机冷启动控制***，其中，所述***还包括：

第一电磁继电器，其一端连接所述第一加热元件，另一端连接所述控制器，用于接收所述控制器的控制信号，以选择性地开启和关闭所述第一加热元件；和

第二电磁继电器，其一端连接所述第二加热元件，另一端连接所述控制器，用于接收所述控制器的控制信号，以选择性地开启和关闭所述第二加热元件。

4.根据权利要求3所述的甲醇发动机冷启动控制***，其中，所述控制器配置成在所述车门处于打开状态时，若所述空气温度高于所述第一预设温度，则不开启所述第一加热元件，若所述甲醇燃料温度高于第二预设温度，则不开启所述第二加热元件。

5.一种用于车辆的甲醇发动机冷启动控制方法，用于在所述甲醇发动机处于启动阶段时对甲醇燃料和空气进行加热控制，所述车辆包括进气歧管和油轨喷油器总成，所述方法包括如下步骤：

检测所述进气歧管内的空气温度和所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料温度；

根据所述空气温度对所述进气歧管内的空气进行加热或停止对所述空气的加热；

根据所述甲醇燃料温度对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热或停止对所述甲醇燃料的加热；

所述方法还包括如下步骤：

检测所述车辆的车门的开关状态，所述开关状态包括打开状态和关闭状态；

通过冷却液温度传感器获取所述甲醇发动机处的冷却液温度；

根据所述空气温度选择性地开启和停用用于对所述进气歧管内的空气进行加热的第一加热元件，并根据所述甲醇燃料温度选择性地开启和停用用于对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热的第二加热元件；其中，

在所述空气温度不高于第一预设温度时，对所述进气歧管内的空气进行加热；

在所述空气温度高于所述第一预设温度时，不对所述空气进行加热或者停止对所述空气的加热；

在所述冷却液温度高于第三预设温度时，停止对所述空气的加热。

6.根据权利要求5所述的甲醇发动机冷启动控制方法，其中，根据所述甲醇燃料温度对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热或停止对所述甲醇燃料的加热，包括如下步骤：

在所述甲醇燃料温度不高于第二预设温度时，对所述油轨喷油器总成处的甲醇燃料进行加热；

在所述甲醇燃料温度高于第二预设温度时，不对所述甲醇燃料进行加热或者停止对所述甲醇燃料的加热。

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