一種靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)及啟動方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)及啟動方法，包括有發(fā)動機控制單元、燃料系統(tǒng)和燃油預(yù)熱模塊；所述燃油預(yù)熱模塊包括有水溫傳感器、預(yù)熱指示燈、功率輸出模塊和加熱型噴油器。打開啟動開關(guān)后，首先預(yù)熱指示燈點亮，水溫傳感器傳遞冷卻水溫度信號給發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元計算占空比信號，判斷是否需要功率輸出模塊輸出功率；功率輸出模塊對加熱型噴油器輸出電流，加熱型噴油器在加熱乙醇燃料的同時，反饋加熱型噴油器溫度信號給發(fā)動機控制單元，用于判斷預(yù)熱終止時間。
【專利說明】一種靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)及啟動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機領(lǐng)域，具體是指一種乙醇靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)及啟動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙醇靈活燃料汽車由于使用了乙醇作為主要燃料，因此存在著冷起動不是很理想的情況，由于乙醇在12°C的環(huán)境下，其蒸發(fā)停止，乙醇燃料在噴入發(fā)動機歧管后無法霧化，也無法形成均勻的混合氣。進(jìn)入發(fā)動機氣缸進(jìn)行點火時，此時的乙醇燃料無法進(jìn)行有效的點火，為冷起動帶來了難度。
[0003]為了解決這個問題，通常采用發(fā)動機燃油油軌加熱燃油和副油箱系統(tǒng)兩種方案，使用燃油油軌加熱將乙醇燃料加熱至蒸發(fā)點以上，使之能夠形成有效的混合氣；或者采用副油箱加熱系統(tǒng)，先用副油箱中的汽油燃料點燃發(fā)動機，再切換到主燃料箱，使用主燃料箱中的燃油進(jìn)行正常供油。
[0004]副油箱冷起動燃料系統(tǒng)包括主油箱和冷起動油箱，主油箱里面存儲的是由駕駛員添加的燃料，冷起動油箱里面存儲的是純汽油燃料或甲醇燃料，主油箱上的油管依次經(jīng)過主濾清器、壓力閥一路接至油軌共給其壓力燃料，另一路經(jīng)第一調(diào)節(jié)閥后分別連回主油箱和冷起動油箱；所述的冷起動油箱經(jīng)由冷起動油泵至第二調(diào)節(jié)閥后分為兩路，一路接回冷起動油箱，另一路經(jīng)濾清器后接至油軌。當(dāng)打開發(fā)動機點火開關(guān)，EMS燃料識別系統(tǒng)就開始讀取冷卻液的溫度。如果此溫度低于冷起動裝置起作用的極限溫度，主油泵就不會工作，而是由冷起動油泵開始供油，當(dāng)發(fā)動機起動了，冷起動油泵就會斷開同時主油泵接通運行。
[0005]該方案的優(yōu)點在于系統(tǒng)硬件改變較少，裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，可靠性高，有效地解決了乙醇發(fā)動機冷起動困難的問題，提高了低溫下的動力性能。
[0006]該方案的缺點在于駕駛員往往會忘記在副油箱中添加純汽油燃料，造成冷起動失敗。副油箱中的汽油只有在冬天才可能被使用，汽油在長時間的靜置后，會發(fā)生性質(zhì)改變，在需要使用時會造成無法正常點火的現(xiàn)象。
[0007]燃油導(dǎo)軌加熱方案，是利用安裝在發(fā)動機油軌上的加熱模塊，對發(fā)動機燃油導(dǎo)軌中的燃油進(jìn)行加熱。加熱后的乙醇超過18攝氏度，乙醇能夠正常的蒸發(fā)，和發(fā)動機進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣形成混合氣,達(dá)到起動發(fā)動機的要求。
[0008]該方案的缺點在于燃油加熱時，由于燃油無法流動，熱傳導(dǎo)的效率較低，造成局部的燃油過熱，加熱時間過長。使用該起動方案，需要將近I分鐘的時間加熱燃油，而且，由于發(fā)動機噴油器內(nèi)部的燃油無法進(jìn)行加熱，發(fā)動機的首次噴油是無法順利點火的，會帶來較高的排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提出一種在發(fā)動機噴油器中加熱乙醇燃油的新型冷起動系統(tǒng)；該起動系統(tǒng)通過使用帶預(yù)熱功能的噴油器，使用精確控制燃油加熱。將乙醇燃料加熱到合適的溫度，并實現(xiàn)進(jìn)氣道噴射點火。
[0010]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]一種靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，包括有發(fā)動機控制單元、燃料系統(tǒng)和燃油預(yù)熱模塊；
[0012]所述燃油預(yù)熱模塊包括有水溫傳感器、預(yù)熱指示燈、功率輸出模塊和加熱型噴油器；
[0013]打開啟動開關(guān)后，首先預(yù)熱指示燈點亮，水溫傳感器傳遞冷卻水溫度信號給發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元計算占空比信號，判斷是否需要功率輸出模塊輸出功率；功率輸出模塊對加熱型噴油器輸出電流，加熱型噴油器在加熱乙醇燃料的同時，反饋加熱型噴油器溫度信號給發(fā)動機控制單元，用于判斷預(yù)熱終止時間。
[0014]所述燃料系統(tǒng)包括有油箱、燃油泵、主濾清器、壓力閥和燃油導(dǎo)軌；所述燃油泵設(shè)置于油箱內(nèi)，所述燃油泵、主濾清器、壓力閥和燃油導(dǎo)軌通過油管連接。
[0015]所述靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)還包括有進(jìn)氣壓力控制模塊，發(fā)動機進(jìn)入起動階段后，并不點火，而是利用起動機帶動發(fā)動機的曲軸旋轉(zhuǎn)，并且利用活塞將氣缸內(nèi)的空氣抽出。
[0016]所述靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)還包括有發(fā)電機扭矩控制模塊；所述發(fā)電機扭矩控制模塊連接發(fā)動機控制單元和發(fā)電機；在發(fā)動機啟動時，發(fā)動機控制單元輸出信號控制發(fā)電機不勵磁。
[0017]一種靈活燃料汽車的冷啟動方法，包括有:
[0018]首先設(shè)定冷啟動系統(tǒng)的啟動溫度；
[0019]打開發(fā)動機點火開關(guān)，發(fā)動機控制單元接收來自水溫傳感器的溫度信號，若此時溫度低于啟動溫度，冷啟動系統(tǒng)的相關(guān)邏輯啟動；
[0020]發(fā)動機控制單元輸出占空比信號給功率輸出模塊，功率輸出模塊根據(jù)發(fā)動機控制單元提供的占空比信號向燃油導(dǎo)軌上的加熱型噴油器提供大電流，加熱內(nèi)部的燃料。
[0021]所述啟動溫度設(shè)定為15°C。
[0022]所述加熱型噴油器被加熱到180°C的時間不超過5秒；經(jīng)過加熱的燃油溫度達(dá)到110。。。
[0023]所述功率輸出模塊通過蓄電池提供電力。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]1、該起動系統(tǒng)通過使用帶預(yù)熱功能的噴油器，使用精確控制燃油加熱。將乙醇燃料加熱到合適的溫度，并實現(xiàn)進(jìn)氣道噴射點火。通過噴油器預(yù)熱系統(tǒng)取代傳統(tǒng)乙醇燃料發(fā)動機的副油箱系統(tǒng)，能夠節(jié)省乙醇燃料發(fā)動機的生產(chǎn)成本，使用戶免去在副油箱加油的負(fù)擔(dān)。
[0026]2、該方案解決了發(fā)動機歧管加熱和發(fā)動機燃油導(dǎo)軌加熱存在的問題，提供了一種更直接高效的燃油加熱方案，能夠最大可能的降低發(fā)動機起動階段的電力消耗，減少燃油預(yù)熱時間，保證發(fā)動機排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)圖；[0028]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明發(fā)電機扭矩控制模塊工作原理框架圖；
[0030]圖4為本發(fā)明進(jìn)氣壓力控制模塊工作原理框架圖；
[0031]圖5為本發(fā)明冷啟動發(fā)動機及其外圍配件示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下通過實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0033]如圖1所示，一種靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，包括有發(fā)動機控制單元、燃料系統(tǒng)和燃油預(yù)熱模塊；
[0034]所述燃油預(yù)熱模塊包括有水溫傳感器、預(yù)熱指示燈、功率輸出模塊和加熱型噴油器；水溫傳感器同時也用于為節(jié)溫器提供信號。
[0035]打開啟動開關(guān)后，首先預(yù)熱指示燈點亮，水溫傳感器傳遞冷卻水溫度信號給發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元計算占空比信號，判斷是否需要功率輸出模塊輸出功率；功率輸出模塊對加熱型噴油器輸出電流，加熱型噴油器在加熱乙醇燃料的同時，反饋加熱型噴油器溫度信號給發(fā)動機控制單元，用于判斷預(yù)熱終止時間。
[0036]如圖2所示，所述燃料系統(tǒng)包括有油箱、燃油泵、主濾清器、壓力閥和燃油導(dǎo)軌；所述燃油泵設(shè)置于油箱內(nèi)，所述燃油泵、主濾清器、壓力閥和燃油導(dǎo)軌通過油管連接。
[0037]—種靈活燃料汽車的冷啟動方法，本發(fā)明首先對冷啟動裝置起作用的溫度進(jìn)行了設(shè)定。當(dāng)溫度低于15°C溫度時，冷啟動裝置起作用。當(dāng)打開發(fā)動機點火開關(guān)(130)，發(fā)動機控制單元(50)就開始通過冷卻液傳感器(110)讀取冷卻液的溫度。如果此溫度低于冷啟動裝置起作用的15攝氏度，則冷啟動的相關(guān)邏輯啟動。
[0038]結(jié)合圖2，燃料系統(tǒng)包括油箱(10)里面存儲的是純汽油燃料或乙醇燃料，乙醇比例較高，通常為E22-E100的乙醇燃料。燃油泵(90)使油箱(10)中的燃料以固定的油壓向油管外輸送；燃料從油箱(10)的油管依次經(jīng)過主濾清器(20)、壓力閥(30) —路接至燃油導(dǎo)軌(70)供給其壓力燃料，另一路經(jīng)壓力閥(30)后回油箱(10)。壓力閥(30)的作用是:從油管過來的燃油由于處在流動狀態(tài)，為了保證油管內(nèi)的壓力油壓穩(wěn)定向油壓導(dǎo)軌(70)輸送，如果超過規(guī)定的油管壓力，則將多余的燃油返回油箱(10)。
[0039]一旦發(fā)動機啟動，發(fā)動機控制單元(50)則驅(qū)動預(yù)熱指示燈(120)，示意正在進(jìn)行燃油預(yù)熱。同時，發(fā)動機控制單元(50)輸出占空比信號到預(yù)熱功率模塊(60)。預(yù)熱控制模塊(60)由蓄電池(100)提供電力，根據(jù)發(fā)動機控制單元(50)提供的占空比信號向燃油導(dǎo)軌(70)上的預(yù)熱噴油器(80)提供大電流。
[0040]預(yù)熱噴油器(80)通過預(yù)熱控制模塊(60)提供的電流，加熱內(nèi)部的乙醇燃料，在短時間內(nèi)，將噴油器加熱元件加熱到180°C。經(jīng)過加熱的燃油溫度將達(dá)到110°C，可以很好的彌補在低溫環(huán)境下，乙醇無法揮發(fā)并形成混合氣的問題。順利進(jìn)行發(fā)動機的冷啟動。
[0041]如圖3所示，所述靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)還包括有發(fā)電機扭矩控制模塊；所述發(fā)電機扭矩控制模塊連接發(fā)動機控制單元和發(fā)電機；在發(fā)動機啟動時，發(fā)動機控制單元輸出信號控制發(fā)電機不勵磁。這樣在起動的階段，發(fā)電機的負(fù)載為最低。當(dāng)發(fā)動機順利起動后，可以恢復(fù)發(fā)電機的發(fā)電；如果整車的電瓶饋電，則不使用該功能，發(fā)電機正常發(fā)電。[0042]如圖4所示，所述靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)還包括有進(jìn)氣壓力控制模塊，發(fā)動機進(jìn)入起動階段后，并不點火，而是利用起動機帶動發(fā)動機的曲軸旋轉(zhuǎn)，并且利用活塞將氣缸內(nèi)的空氣抽出。在這種情況下，發(fā)動機進(jìn)氣歧管內(nèi)呈負(fù)壓，在這種情況下，乙醇的蒸發(fā)性得到增加。當(dāng)達(dá)到目標(biāo)的進(jìn)氣壓力時，進(jìn)行發(fā)動機的點火。
[0043]實施例
[0044]本冷啟動系統(tǒng)包括油箱、加熱器、冷起動信號燈、預(yù)熱功率模塊、水溫傳感器以及帶加熱功能的發(fā)動機噴油器。
[0045]如圖5所示，燃油預(yù)熱裝置和發(fā)動機噴油器集成，預(yù)熱功率模塊、冷起動信號燈與蓄電池、鑰匙開關(guān)串聯(lián)于一個電路中，發(fā)動機電子控制單元ECU通過水溫傳感器反饋的溫度，判斷是否需要起用該裝置。當(dāng)水溫傳感器反饋的溫度在_15°C以下時，ECU便會接通起動相應(yīng)控制策略。當(dāng)鑰匙開關(guān)關(guān)閉時，電路接通，帶加熱功能的發(fā)動機噴油器會利用蓄電池的電能在5秒鐘以內(nèi)將自身溫度提高到180°C以上，使噴射的燃油達(dá)到110°C并加熱氣缸內(nèi)空氣，達(dá)到低溫下順利點火的目的。
[0046]通過利用上述裝置及方法，能夠使高比例乙醇汽油的冷起動問題得到很好的解決，從而促使排放與經(jīng)濟(jì)性的改善。
[0047]當(dāng)溫度低于15°C溫度時，冷起動裝置起作用。當(dāng)打開發(fā)動機點火開關(guān)(130)，E⑶(50)就開始通過冷卻液傳感器(110)讀取冷卻液的溫度。如果此溫度低于冷起動裝置起作用的15攝氏度，則冷起動的相關(guān)邏輯起動。
[0048]燃料系統(tǒng)包括油箱(10)里面存儲的是純汽油燃料或乙醇燃料，乙醇比例較高，通常為E22-E100的乙醇燃料。燃油泵(90)使油箱(10)中的燃料以固定的油壓向油管外輸送；燃料從油箱(10)的油管依次經(jīng)過主濾清器(20)、壓力閥(30) —路接至燃油導(dǎo)軌(70)供給其壓力燃料，另一路經(jīng)壓力閥(30)后回油箱(10)。壓力閥(30)的作用是:從油管過來的燃油由于處在流動狀態(tài)，為了保證油管內(nèi)的壓力油壓穩(wěn)定向油壓導(dǎo)軌(70)輸送，如果超過規(guī)定的油管壓力，則將多余的燃油返回油箱(10)。
[0049]—旦發(fā)動機起動,E⑶(50)則驅(qū)動預(yù)熱指示燈(120),示意正在進(jìn)行燃油預(yù)熱。同時，E⑶(50)輸出占空比信號到預(yù)熱功率模塊(60)。預(yù)熱控制模塊(60)由蓄電池(100)提供電力，根據(jù)E⑶(50)提供的占空比信號向燃油導(dǎo)軌(70)上的預(yù)熱噴油器(80)提供大電流。
[0050]預(yù)熱噴油器(80)通過預(yù)熱控制模塊(60)提供的電流，加熱內(nèi)部的乙醇燃料，在短時間內(nèi)，將噴油器加熱元件加熱到180°C。經(jīng)過加熱的燃油溫度將達(dá)到110°C，可以很好的彌補在低溫環(huán)境下，乙醇無法揮發(fā)并形成混合氣的問題。順利進(jìn)行發(fā)動機的冷起動。
[0051]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:包括有發(fā)動機控制單元、燃料系統(tǒng)和燃油預(yù)熱模塊； 所述燃油預(yù)熱模塊包括有水溫傳感器、預(yù)熱指示燈、功率輸出模塊和加熱型噴油器； 打開啟動開關(guān)后，首先預(yù)熱指示燈點亮，水溫傳感器傳遞冷卻水溫度信號給發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元計算占空比信號，判斷是否需要功率輸出模塊輸出功率；功率輸出模塊對加熱型噴油器輸出電流，加熱型噴油器在加熱乙醇燃料的同時，反饋加熱型噴油器溫度信號給發(fā)動機控制單元，用于判斷預(yù)熱終止時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述燃料系統(tǒng)包括有油箱、燃油泵、主濾清器、壓力閥和燃油導(dǎo)軌；所述燃油泵設(shè)置于油箱內(nèi)，所述燃油泵、主濾清器、壓力閥和燃油導(dǎo)軌通過油管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述乙醇靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)還包括有進(jìn)氣壓力控制模塊，發(fā)動機進(jìn)入起動階段后，并不點火，而是利用起動機帶動發(fā)動機的曲軸旋轉(zhuǎn)，并且利用活塞將氣缸內(nèi)的空氣抽出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述乙醇靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)還包括有發(fā)電機扭矩控制模塊；所述發(fā)電機扭矩控制模塊連接發(fā)動機控制單元和發(fā)電機；在發(fā)動機啟動時,發(fā)動機控制單元輸出信號控制發(fā)電機不勵磁。
5.一種靈活燃料汽車的冷啟動方法，其特征在于:包括有: 首先設(shè)定冷啟動系統(tǒng)的啟動溫度； 打開發(fā)動機點火開關(guān)，發(fā)動機控制單元接收來自水溫傳感器的溫度信號，若此時溫度低于啟動溫度，冷啟動系統(tǒng)的相關(guān)邏輯啟動； 發(fā)動機控制單元輸出占空比信號給功率輸出模塊，功率輸出模塊根據(jù)發(fā)動機控制單元提供的占空比信號向燃油導(dǎo)軌上的加熱型噴油器提供大電流，加熱內(nèi)部的燃料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述啟動溫度設(shè)定為15°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述加熱型噴油器被加熱到180°C的時間不超過5秒；經(jīng)過加熱的燃油溫度達(dá)到110°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靈活燃料汽車的冷啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述功率輸出模塊通過蓄電池提供電力。
【文檔編號】F02D19/08GK103615345SQ201310670585
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】靳素華, 錢多德, 李 杰, 王先瑞, 何博, 李財寶, 虞堅, 張微奇, 解曉超 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司