燃气发动机控制系统及具有其的车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种燃气发动机控制系统和具有所述控制系统的车辆。

背景技术：

随着石油资源枯竭、环境污染加剧，以天然气为主的清洁能源汽车日益普及，我国车用天然气来源复杂，国内天然气存储分布广泛，进口天然气来源于多个国家和地区，虽然各种天然气主要成分均为甲烷，但不同地域的天然气组分还是存在一定的差别。

另外，在天然气开采、运输、存储、销售等环节存在一定的差异性，造成天然气中可能不同程度的参杂有氮气、二氧化碳等杂质。由于主要燃烧物质比例的差异及杂质含量的不同，天然气发动机即使采用同一控制方式，在燃烧过程中表现的动力性、经济性和排放性能均存在较大差异，甚至严重影响发动机和车辆的寿命及安全性。

一些天然气发动机控制系统通过人工标定的办法预先将天然气组分输入发动机控制单元中，但无法在发动机使用过程中适应天然气组分的变化。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种燃气发动机控制系统，所述燃气发动机控制系统可以针对不同组分的天然气对发动机进行调整。

本实用新型还公开了一种具有所述燃气发动机控制系统的车辆。

根据本实用新型第一方面实施例的一种燃气发动机控制系统，包括：传感单元，所述传感单元与所述控制单元相连，且所述传感单元至少包括采集氧浓度的氧传感器、检测排气温度的排温传感器、以及曲轴转速传感器；控制单元，所述控制单元内具有存储天然气组分预存数据的存储模块，所述控制单元与所述传感单元相连以检测出初步数据并与所述预存数据比较后得出实时天然气组分数据；执行单元，所述执行单元与所述控制单元相连。

根据本实用新型实施例的燃气发动机控制系统，可以实现燃气组分的自动识别，从而解决了发动机因无法识别天然气组分不同所带来的发动机动力性、经济性及排放性能降低的问题，另外可及时调整控制参数功能，从而使得发动机可以根据天然气组分动态修正控制策略。

根据本实用新型的一些实施例，所述存储模块中包括预存的天然气组分对照表，所述天然气组分对照表中包括的数据至少包括：空燃比、点火提前角、节气门开度和进气压力。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制单元被构造成所述初步数据与所述预存数据的相似度大于95%时确认相应的天然气组分数据。

进一步地，所述控制单元被构造成所述初步数据与所述预存数据的相似度小于95%时在所述存储模块的所述天然气组分对照表中添加新的组分数据记录。

根据本实用新型的一些实施例，所述存储模块中还包括标定时获得的发动机万有特性曲线。

进一步地，所述控制单元被构造成将所述曲轴转速传感器获得的曲轴角加速度计算得到转速和扭矩，且所述转速和扭矩与所述发动机万有特性曲线比对以得到天然气杂质含量。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制单元通过CAN总线与仪表、车载远程终端连接以实时发送所述实时天然气组分数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述车载远程终端与远程服务器相连以将所述实时天然气组分数据发送至所述远程服务器，所述远程服务器与监控终端相连以将所述实时天然气组分数据发送至所述监控终端。由此，根据本实用新型的燃气发动机控制系统为发动机及车辆使用者提供了了解天然气杂质含量的手段。

可选地，所述监控终端包括计算机或手机。

根据本实用新型实施例的燃气发动机控制系统，通过氧传感器和排温传感器判断燃烧效率、曲轴转速传感器判断发动机动力输出，根据发动机当前燃烧效率和动力输出与存储在控制器内部的天然气组分数据进行比对和匹配，计算出天然气组分，并根据既定的天然气组分采用相应的控制策略，达到节能减排的目的。

根据本实用新型第二方面实施例的一种车辆，包括根据本实用新型第一方面实施例所述的燃气发动机控制系统。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的燃气发动机控制系统的示意图；

图2是图1中所示的燃气发动机控制系统的控制流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的燃气发动机控制系统。

如图1所示，根据本实用新型实施例的一种燃气发动机控制系统，包括：传感单元、控制单元和执行单元，执行单元与控制单元16连接。

传感单元与控制单元16相连，且传感单元至少包括采集氧浓度的氧传感器13、检测排气温度的排温传感器15、以及曲轴转速传感器14。控制单元16内具有存储天然气组分预存数据的存储模块，控制单元16与传感单元相连以检测出初步数据并与预存数据比较后得出实时天然气组分数据，换句话说，发动机控制单元16实时采集氧传感器13、曲轴转速传感器14及排温传感器15的信号，如图1所示。

具体而言，发动机控制单元可通过实时采集的氧传感器、排温传感器和曲轴转速传感器信号计算出碳、氢、氧及杂质比例，与存储模块中天然气组分数据进行比对和匹配，给出天然气组分及杂质含量。在获得天然气组分数据后，控制单元16可修正空燃比和点火提前角，从而满足动力性、经济性和排放性能指标。

由此，根据本实用新型实施例的燃气发动机控制系统，可以实现燃气组分的自动识别，从而解决了发动机因无法识别天然气组分不同所带来的发动机动力性、经济性及排放性能降低的问题，另外可及时调整控制参数功能，从而使得发动机可以根据天然气组分动态修正控制策略。

根据本实用新型的一些实施例，存储模块中包括预存的天然气组分对照表，天然气组分对照表中包括的数据至少包括：空燃比、点火提前角、节气门开度和进气压力。在一些可选的示例中，控制单元16被构造成初步数据与预存数据的相似度大于等于95%时确认相应的天然气组分数据，而当初步数据与预存数据的相似度小于95%时在存储模块的天然气组分对照表中添加新的组分数据记录。

也就是说，发动机控制单元16通过氧传感器13及排温传感器15信号结合当前的空燃比19、点火提前角18、节气门开度、进气压力等数据与预存的天然气组分对照表的数据进行比对，当相似度大于95%，确认相应的天然气组分数据，否则选取下一组数据进行重新比对。如全部数据比对完成后，未找到匹配成功的数据，在数据库中建立新的天然气组分记录。

在本实用新型的一些实施例中，存储模块中还包括标定时获得的发动机万有特性曲线。控制单元16被构造成将曲轴转速传感器14获得的曲轴角加速度计算得到转速和扭矩，且转速和扭矩与发动机万有特性曲线比对，从而估算得到天然气杂质含量。

根据本实用新型的一些实施例，控制单元16通过CAN总线与仪表11、车载远程终端17连接以实时发送实时天然气组分数据。进一步地，车载远程终端17与远程服务器21相连以将实时天然气组分数据发送至远程服务器21，远程服务器21与监控终端22相连以将实时天然气组分数据发送至监控终端22。由此，根据本实用新型的燃气发动机控制系统为发动机及车辆使用者提供了了解天然气杂质含量的手段。可选地，监控终端包括计算机或手机。

当然，在另一些实施例中，发动机控制单元16还可以在采集到天然气杂质含量过高时，通过CAN总线发出相应的故障信息。

根据本实用新型实施例的燃气发动机控制系统，通过氧传感器和排温传感器判断燃烧效率、曲轴转速传感器判断发动机动力输出，根据发动机当前燃烧效率和动力输出与存储在控制器内部的天然气组分数据进行比对和匹配，计算出天然气组分，并根据既定的天然气组分采用相应的控制策略，达到节能减排的目的。

根据本实用新型第二方面实施例的一种车辆，包括根据本实用新型第一方面实施例的燃气发动机控制系统。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。