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第卷第期电子测量与仪器学报. Ⅳ.

年月、· ·
一种新型车用发动机电控系统的设计
张欣
北方交通大学机电学院,北京
【摘要】为了实现发动机稀薄燃烧,进一步降低其有害排放,本文设计了车用增压发动机电控系
统。该系统电控喷射单元采用空燃比闭环控制和顺序多点喷射技术,利用模糊控制算法实现了对发动机各缸燃
气喷射量和喷射时刻的精确控制;针对增压发动机所需点火能量比较高的要求,该系统采用无分电器的高
能顺序直接点火控制系统,通过控制各缸点火时刻和点火线圈导通时刻的方法,有效的防止了脉冲的丢失,满足
了天然气稀燃所需的点火能量。发动机台架试验结果表明了该系统的有效性。
关键词:增压天然气发动机顺序多点电喷高能直接点火

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引言
近年来,天然气作为一种新型车用发动机代用燃料在国内外受到广泛关注⋯,对天然气发动
机稀燃技术的研究已成为目前发动机技术的一个重要发展方向,而进一步开发高性能的电控系
统成为天然气发动机的研究热点儿’儿引。
在国家“九五”攻关项目的资助下,本文针对天然气燃料特点和稀燃单一燃料发动机工
作特性,开发了单一燃料增压天然气发动机电控系统。该系统针对发动机采用稀燃技术时
需要较高的点火能量这个特点,采用微处理器控制的高能直接点火系统来获得可靠的点火;电控
喷射单元利用顺序多点喷射和宽域空燃比传感技术,采用模糊控制器来实现对空燃比的精确控
本课题为国家“九五”攻关项目一———。
本文于年月收到。张欣:教授,博士。
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· · 电子测量与仪器学报第卷
制。将该系统装入由增压柴油机改造的单一燃料增压发动机进行台架试验,
结果表明该系统运行可靠,发动机在各工况点运行平稳,从而达到了预期效果。
系统结构原理
图为增压发动机电控系统示意图,发动机电控系统包括高能点火模块和电控喷射单
兀。
高能点火模块的基本功能是通过发动机的
转速信号、发动机负荷信号和冷却水温信号等来
进行判缸信号的识别、转速的计算,并通过发动
机的的运行工况计算各缸点火的时刻以及各缸
初级点火线圈的通电时间等。高能点火模块采气
用晶体管代替传统点火系统的断电器触点,使初
级电流不经过触点,这样可以增大初级电流的断
开值,减少点火线圈低压绕组的匝数和低压电路
电阻,从而可以提高点火电压。而且基于微处理图增压发动机电控系统示意图
器控制的点火系统由于不受机械装置的限制,在
发动机的任何工况下均可提供最佳点火时刻和初级电路的最佳导通时间。
电控喷射单元电控喷射单元通过接收氧传感器、发动机转速、冷却水、节气门位置等各种传
感器信号来获得期望的空燃比控制。由于发动机燃烧系统是具有时滞的时变非线形系统,各运
行工况之间系统参数变化较大,而且存在许多不确定性参数,采用固定参数的控制方法难以
实现有效的控制,而现代控制理论中的自适应控制技术由于算法复杂、运算费时,不易用单片机
实现,因而限制了它的应用范围,而模糊控制器能够模仿人脑的逻辑思维推理和决策过程,归纳
出控制规则,形成模糊推理,它不需知道被控系统的数学