一种废气循环喷射控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种废气循环喷射控制装置及控制方法，装置包括气缸，气缸上设有点火装置、进气机构以及排气机构，循环机构分别连接进气机构以及排气机构，传感机构设置在排气机构上，ECU控制机构分别与点火装置、进气机构、循环机构、传感机构电连接。本发明专利技术通过检测排气机构上的氮氧化物浓度数据、氧气浓度数据以及温度数据，若排气机构上的氮氧化物浓度数据不符合设定的阈值，通过ECU控制机构控制循环机构，使排放的气体通过循环机构重新回到气缸内进行燃烧可以抑制发动机中的回火现象，并通过ECU控制机构控制点火装置以及进气机构调整喷氢策略，提高了氢气发动机的热效率，并能够有效减少污染物的排放。效减少污染物的排放。效减少污染物的排放。

【技术实现步骤摘要】
一种废气循环喷射控制装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机废气再循环
，特别涉及一种废气循环喷射控制装置及控制方法。

技术介绍

[0002]与其它燃料相比，氢气在宽广的温度和压力范围内都具有很高的火焰传播速率，即使在稀混合气条件下仍具有很高的火焰传播速率，燃烧时间缩短。同时，氢气的稀燃能力比其它燃料强，发动机可以在稀混合气下稳定工作。
[0003]现有专利CN200610000803.2公开了一种氢燃料内燃机的控制方法与装置，本专利技术涉及一种用于氢发动机进气管燃料供给的控制方法与装置，此装置适用于一切以氢为燃料的内燃机，装置包括一组传感器提供反映氢供给系统及发动机状态和信息。其可实现氢气在最接近发动机进气阀座的位置喷入燃烧室，大大降低了进气管回火的可能性，以及降低NOx的排放及控制早燃。但是，该装置并未将EGR率和控制策略进行动态结合控制。
[0004]现有专利CN200810183235.3公开了一种热排气再循环控制氢内燃机排放的装置，本专利技术涉及一种热排气再循环控制氢内燃机排放的装置。通过发动机控制单元实时接收曲轴、凸轮轴、油门的位置传感器信号，并计算转速、发火气缸及负荷，查表获得混合气浓度初始值，并利用氧传感器反馈修正得到最终混合气浓度。根据混合气浓度决定是否开启废气再循环阀。但是该装置并未考虑减小氮氧化物的排放。
[0005]现有专利CN202111679669.4公开了一种发动机的氢气喷射的控制方法、系统、处理器及电子装置，本专利技术公开了一种发动机的氢气喷射的控制方法、系统、处理器及电子装置，发动机的氢气喷射的控制方法包括：启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。但是该装置并未考虑设置通过燃烧特性进行反馈调节。
[0006]综上，现有技术当中，氢气发动机在进行废气排放的过程中无法将EGR率和控制策略进行动态结合控制，也未考虑减小氮氧化物的排放以及未考虑通过燃烧特性进行反馈调节。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术的目的是提供一种废气循环喷射控制装置及控制方法，以至少解决上述现有技术当中的不足。
[0008]本专利技术提供一种废气循环喷射控制装置及控制方法，包括：
[0009]气缸，所述气缸上设有点火装置；
[0010]进气机构以及排气机构，均连接在所述气缸上；
[0011]循环机构，分别连接所述进气机构以及所述排气机构；
[0012]传感机构，设置在所述排气机构上；
[0013]ECU控制机构，分别与所述点火装置、所述进气机构、所述循环机构、所述传感机构电连接；
[0014]其中，所述传感机构用于采集所述排气机构上的数据，所述数据包括氮氧化物浓度数据、氧气浓度数据以及温度数据，所述ECU控制机构用于检测所述数据，并基于检测后的所述数据控制所述点火装置、所述进气机构以及所述循环机构，使得所述点火装置、所述进气机构以及所述循环机构相互协作调整喷氢策略，所述喷氢策略为通过所述循环机构将所述排气机构中的废气重新导回至所述进气机构中，并使得废气重新进入所述气缸内，同时通过ECU控制机构控制所述点火装置调整所述气缸内的点燃时间。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过ECU控制机构检测传感机构采集到的排气机构上的氮氧化物浓度数据、氧气浓度数据以及温度数据，若排气机构上的氮氧化物浓度数据不符合设定的阈值，此时通过ECU控制机构控制循环机构，以使排放的气体通过循环机构重新回到气缸内进行燃烧可以有效抑制发动机中的回火现象，并通过ECU控制机构控制点火装置以及进气机构调整喷氢策略，提高了氢气发动机的热效率，并能够有效减少污染物的排放。
[0016]进一步的，所述进气机构包括储气设备、导气管道、氢气喷嘴、进气管以及第一气门，所述氢气喷嘴的输入端通过所述导气管道连接所述储气设备，所述氢气喷嘴的另一端设于所述进气管上，所述进气管的一端通过所述第一气门连接在所述气缸上。
[0017]进一步的，所述进气管远离所述第一气门的一端通过中冷器连接有进气增压系统。
[0018]进一步的，所述储气设备通过电路与所述ECU控制机构电连接。
[0019]进一步的，所述排气机构包括排气管以及第二气门，所述排气管的输入端通过所述第二气门连接在所述气缸上。
[0020]进一步的，所述循环机构包括循环气管、EGR以及电磁阀，所述循环气管的两端分别连接在所述进气机构以及所述排气机构上，所述EGR与所述电磁阀均设置在所述循环气管上，所述电磁阀通过电路与所述ECU控制机构电连接。
[0021]进一步的，所述传感机构包括氮氧化物传感器、氧传感器以及排气温度传感器，所述氮氧化物传感器、所述氧传感器以及所述排气温度传感器沿排气方向依次布设在所述排气机构内。
[0022]进一步的，所述ECU控制机构通过电路分别与所述氮氧化物传感器、所述氧传感器、所述排气温度传感器电连接。
[0023]进一步的，所述ECU控制机构通过电路连接有曲轴转角传感器。
[0024]本专利技术还提出一种废气循环喷射控制方法，应用于上述的废气循环喷射控制装置，所述方法包括：
[0025]通过ECU控制机构检测排气机构上的氮氧化物浓度数据、氧气浓度数据以及温度数据，以得到检测后的数据；
[0026]基于所述检测后的数据建立排放污染度的表征函数以及发动机燃烧效率的表征
函数，同时基于所述排放污染度的表征函数以及所述发动机燃烧效率的表征函数建立燃烧和排放特性的函数，并设定排放污染度的阈值；
[0027]通过所述ECU控制机构检测氢气喷嘴中的氢气喷量、喷氢时刻以及喷氢压力，并基于所述氢气喷量、所述喷氢时刻以及所述喷氢压力构建喷氢策略表征函数，同时设置EGR率的表征函数；
[0028]基于燃烧和排放特性的函数、喷氢策略表征函数以及所述EGR率的表征函数构建发动机的特性关系函数；
[0029]判断排放污染物浓度与所述排放污染度的阈值大小，若排放污染物浓度超过所述排放污染度的阈值，则通过所述发动机的特性关系函数调整喷氢控制策略。
附图说明
[0030]图1为本专利技术第一实施例中的废气循环喷射控制装置的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术第一实施例中的调整喷氢策略的控制流程图；
[0032]图3为本专利技术第二实施例中的废气循环喷射控制方法的流程图。
[0033]主要元件符号说明：
[0034]10、气缸；11、点火装置；
[0035]20、进气机构；21、储气设备；22、导气管道；23本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废气循环喷射控制装置，其特征在于，包括：气缸，所述气缸上设有点火装置；进气机构以及排气机构，均连接在所述气缸上；循环机构，分别连接所述进气机构以及所述排气机构；传感机构，设置在所述排气机构上；ECU控制机构，分别与所述点火装置、所述进气机构、所述循环机构、所述传感机构电连接；其中，所述传感机构用于采集所述排气机构上的数据，所述数据包括氮氧化物浓度数据、氧气浓度数据以及温度数据，所述ECU控制机构用于检测所述数据，并基于检测后的所述数据控制所述点火装置、所述进气机构以及所述循环机构，使得所述点火装置、所述进气机构以及所述循环机构相互协作调整喷氢策略，所述喷氢策略为通过所述循环机构将所述排气机构中的废气重新导回至所述进气机构中，并使得废气重新进入所述气缸内，同时通过ECU控制机构控制所述点火装置调整所述气缸内的点燃时间。2.根据权利要求1所述的废气循环喷射控制装置，其特征在于，所述进气机构包括储气设备、导气管道、氢气喷嘴、进气管以及第一气门，所述氢气喷嘴的输入端通过所述导气管道连接所述储气设备，所述氢气喷嘴的另一端设于所述进气管上，所述进气管的一端通过所述第一气门连接在所述气缸上。3.根据权利要求2所述的废气循环喷射控制装置，其特征在于，所述进气管远离所述第一气门的一端通过中冷器连接有进气增压系统。4.根据权利要求2所述的废气循环喷射控制装置，其特征在于，所述储气设备通过电路与所述ECU控制机构电连接。5.根据权利要求1所述的废气循环喷射控制装置，其特征在于，所述排气机构包括排气管以及第二气门，所述排气管的输入端通过所述第二气门连接在所述气缸上。6.根据权利要求1所述的废气循环喷射控制装置，其特征在于，所述循环机构包括循环气管、EG...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭丕强，王家俊，楼狄明，石秀勇，张允华，赵克秦，
申请(专利权)人：南昌智能新能源汽车研究院，
类型：发明
国别省市：