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Title:
CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR CLEANING-IN-PLACE OF DIRECT INJECTION ENGINE FUEL SYSTEM CARBON DEPOSITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/089866
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a control system and a control method for cleaning-in-place of direct injection engine fuel system carbon deposits, comprising a cleaning agent canister, a cleaning agent input piping, an electromagnetic flow controller, and a control circuit. One fluid-injection pump is serial-connected onto the cleaning agent input piping and a piping of the cleaning agent canister. Insofar as the temperature of a three-way catalytic converter is less than 800 degrees, engine rotational speed is greater than 1200 revolutions/minute, and cleaning time is less than a set cleaning time, the control circuit activates a cleaning work procedure to spray a cleaning agent into an intake manifold of an engine. The fluid-injection pump is used for active spraying of the cleaning agent to an intake valve of the engine. At the same time, an optimal cleaning work state of the engine is controlled. An activation switch can be provided in a cab for cleaning-in-place of carbon deposits of the intake valve and of the combustor of the engine to be carried out actively on the basis of a use state of an automobile. Also, by tapping into a mileage signal, a mileage-activated value can be configured in the controller for cleaning-in-place of the carbon deposits of the intake valve and of the combustor of the engine to be carried out automatically and regularly according to mileage.

Inventors:
LIU, Xinyu (Room 104, 11 BuildingZhaofengyuan 3 Qu, Fengtai District, Beijing 0, 100040, CN)
Application Number:
CN2013/090404
Publication Date:
June 25, 2015
Filing Date:
December 25, 2013
Export Citation:
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Assignee:
LIU, Xinyu (Room 104, 11 BuildingZhaofengyuan 3 Qu, Fengtai District, Beijing 0, 100040, CN)
International Classes:
F02B77/04
Foreign References:
JP2003074371A2003-03-12
US4989561A1991-02-05
US6178977B12001-01-30
CN1639453A2005-07-13
CN203308581U2013-11-27
Other References:
See also references of EP 3064740A4
None
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING GLM INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY LTD. (Unit 605, Henderson Centre Office Building 118 Jianguomennei Street, Dongcheng District, Beijing 5, 100005, CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统, 包括盛装进气阀清洗剂的清洗剂罐、 清洗 剂输入管路、 电磁流量控制器和控制电路, 所述清洗剂罐安装在汽车的车架上, 清洗剂输入 管路一端连接清洗剂罐, 清洗剂输入管路另一端经电磁流量控制器连接在引擎的进气岐管 上, 其特征在于, 所述清洗剂输入管路与清洗剂罐连接的管路上串接有一个输液泵, 所述控 制电路控制输出分别连接输液泵和电磁流量控制器, 控制电路的输入分别接收一个三元催化 器温度信号的输入、 一个引擎转速信号的输入以及一个引擎喷油信号的输入, 所述控制电路 中设置有清洗启动电路, 一个受汽车引擎运行状态控制的启动信号连接控制电路中的启动电 路。

2. 根据权利要求 1 所述的一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统, 其特征在于, 所述 启动信号是一个设置在驾驶室中的按钮开关信号和引擎运停信号相与输出的启动信号, 所述 启动电路是一个信号触发器, 当引擎运行时按下按钮开关, 启动信号令触发器触发控制电路 进入清洗工作程序。

3. 根据权利要求 1 所述的一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统, 其特征在于, 所述 启动信号是汽车的里程计数信号, 所述启动电路是一个里程计数控制器, 里程计数控制器中 设置有预置里程寄存器和一个与里程寄存器进行数值比较的里程计数器, 所述里程计数信号 连接里程计数器的计数输入, 当里程计数器的里程数值达到预置里程寄存器的预置值时, 里 程计数控制器的输出触发控制电路进入清洗工作程序。

4. 根据权利要求 1 所述的一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统, 其特征在于, 所述 清洗剂输入管路包括主管和在主管上分出的支管, 支管连接在进气岐管与引擎各气缸的连接 管上, 在支管上设置有所述电磁流量控制器。

5. 一种基于根据权利要求 1 至 4 之一所述系统的积碳在线清洗控制方法, 第一步启动引 擎, 第二步触发系统控制电路开始工作, 其特征在于, 所述控制电路在满足引擎喷油嘴喷 油、 三元催化器温度小于设定值、 引擎转速大于设定值、 以及清洗时间小于设定清洗时间的 状态下, 启动清洗工作程序向引擎的进气岐管中喷入清洗剂。

6. 根据权利要求 5 所述方法, 其特征在于, 所述三元催化器温度设定值是 800摄氏度, 所 述引擎转速设定值是 1200转 /分钟。

7. 根据权利要求 5所述方法, 其特征在于, 所述控制方法进一步包括:

a.在一个预置里程寄存器中输入一个预置里程数, 所述预置里程数是汽车行驶到这个里程后 需要清洗进气阀与燃烧室积碳的里程;

b.读取一个里程计数器的里程数据, 将里程数据与预置里程数比较; c.当里程数据与预置里程数相等时, 启动清洗工作程序, 并将里程计数器清零, 里程数据小 于预置里程数时返回步骤 b。

8. 根据权利要求 5 所述方法, 其特征在于, 所述清洗时间是清洗工作程序向引擎的进气岐 管中喷入清洗剂的时间。

9. 根据权利要求 7所述方法, 其特征在于, 所述清洗时间是 15至 25分钟。

10. 根据权利要求 5所述方法, 其特征在于, 所述向引擎的进气岐管中喷入清洗剂是以流量 为 10克 ± 0.5克 /分钟向引擎的进气岐管中喷入清洗剂。

Description:
一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统及 控制方法 技术领域

[0001] 本发明涉及汽车发动机外围设备, 特别涉及一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控 制 系统及控制方法。

背景技术

[0002] 近年来, 各国越来越重视汽车对环境的污染问题, 都在提高汽车的排放标准, 导致 全球各大汽车制造公司改进传统的汽车说发动 机, 研发新型发动机, 新型发动机普遍使用 GDI+TURBO技术, GDI是燃油缸内直喷技术, 让燃油燃烧更充分, 提高燃油经济性, 降低 排放; TURBO 是涡轮增压技术, 使发动机体积小书型化, 节省材料, 动力更强劲。 然而由于 油品质量问题, 道路交通状况与环境和不良的驾驶习惯, 导致汽车行使几千公里后会在发动 机燃油系统中进气阀, 燃烧室形成的积碳和胶质, 特别是进气阀、 燃烧室积碳限制了发动机 先进性能的发挥, 不能充分发挥提高动力, 特别是 GDI 发动机产生进气阀和燃烧室积碳更 为严重。

[0003] 为此人们发明了燃油添加剂用以减少积碳, 但是直喷发动机是将喷油嘴安装在燃烧 室内, 燃油添加剂已无法洗到进气阀的积碳, TURBO 技术导致发动机润滑油温度提高, 产 生更多的机油废气, 更容易在进气阀杆上形成鼓型积碳, 严重影响进气效果, 影响空燃比, 积碳严重时会发生气门挺杆被顶弯曲。

[0004] 及时清除直喷发动机进气阀、 喷油嘴、 燃烧室、 火花塞积碳和胶质, 充分发挥发动 机的设计性能, 已是车厂急待解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种直喷引擎燃油系积 碳在线清洗控制系统及控制方法, 系 统与发动机电控系统形成闭环控制, 用电泵主动向发动机的进气阀喷射清洗剂, 同时利用汽 车发动机的转速信号以及三元催化器的温度信 号对喷射流量的最佳控制, 实现对进气阀积碳 和燃烧室的经常性的清除。

[0006] 为了实现上述目的, 本发明的技术方案是:

一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统 , 包括盛装进气阀清洗剂的清洗剂罐、 清洗剂输 入管路、 电磁流量控制器和控制电路, 所述清洗剂罐安装在汽车的车架上, 清洗剂输入管路 一端连接清洗剂罐, 清洗剂输入管路另一端经电磁流量控制器连接 在引擎的进气岐管上, 其 中, 所述清洗剂输入管路与清洗剂罐连接的管路上 串接有一个输液泵, 所述控制电路控制输 出分别连接输液泵和电磁流量控制器, 控制电路的输入分别接收一个三元催化器温度 信号的 输入、 一个引擎转速信号的输入以及一个引擎喷油信 号的输入, 所述控制电路中设置有清洗 启动电路, 一个受汽车引擎运行状态控制的启动信号连接 控制电路中的启动电路。

[0007] 方案进一步是, 所述启动信号是一个设置在驾驶室中的按钮开 关信号和引擎运停信 号相与输出的启动信号, 所述启动电路是一个信号触发器, 当引擎运行时按下按钮开关, 启 动信号令触发器触发控制电路进入清洗工作程 序。

[0008] 方案进一步是, 所述启动信号是汽车的里程计数信号, 所述启动电路是一个里程计 数控制器, 里程计数控制器中设置有预置里程寄存器和一 个与里程寄存器进行数值比较的里 程计数器, 所述里程计数信号连接里程计数器的计数输入 , 当里程计数器的里程数值达到预 置里程寄存器的预置值时, 里程计数控制器的输出触发控制电路进入清洗 工作程序。

[0009] 方案进一步是, 所述清洗剂输入管路包括主管和在主管上分出 的支管, 支管连接在 进气岐管与引擎各气缸的连接管上, 在支管上设置有所述电磁流量控制器。

[0010] 一种基于所述直喷引擎燃油系积碳在线清洗控 制系统的积碳在线清洗控制方法, 第 一步启动引擎, 第二步触发系统控制电路开始工作, 其中, 所述控制电路在满足引擎喷油嘴 喷油、 三元催化器温度小于设定值、 引擎转速大于设定值、 以及清洗时间小于设定清洗时间 的状态下, 启动清洗工作程序向引擎的进气岐管中喷入清 洗剂。

[0011] 方案进一步是, 所述三元催化器温度设定值是 800 摄氏度, 所述引擎转速设定值是 1200转 /分钟。

[0012] 方案进一步是, 所述控制方法进一步包括:

a.在控制器预置里程寄存器中输入一个预置 程数, 所述预置里程数是汽车行驶到这个里程 后需要清洗进气阀与燃烧室积碳的里程;

b.读取里程计数器的里程数据, 将里程数据与预置里程数比较;

c.当里程数据与预置里程数相等时, 启动清洗工作程序, 并将里程计数器清零, 里程数据小 于预置里程数时返回步骤 b。

[0013] 方案进一步是, 所述清洗时间是清洗工作程序向引擎的进气岐 管中喷入清洗剂的时 间。

[0014] 方案进一步是, 所述清洗时间是 15至 25分钟。

[0015] 方案进一步是, 所述向引擎的进气岐管中喷入清洗剂是以流量 为 10 克 ± 0.5 克 /分钟 向引擎的进气岐管中喷入清洗剂。

[0016] 本发明与现有技术相比具有如下优点: 1.在不改变汽车的现有基本设计的前提下, 实现发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗, 控制 方法简单实用。

[0017] 2.由于在系统中引用了输液泵, 用输液泵主动向发动机的进气阀喷射清洗剂, 同时利 用汽车发动机的转速信号以及三元催化器的温 度信号对喷射流量的最佳控制。

[0018] 3.系统中, 可以在驾驶室设置启动开关, 根据汽车使用状态主动对引擎的进气阀与燃 烧室积碳在线清洗, 也可以通过接进里程信号, 在控制器中预置里程启动数值, 安行驶里程 自动定期对引擎的进气阀与燃烧室积碳在线清 洗。

[0019] 下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述 。

附图说明

[0020] 图 1本发明系统结构示意图;

图 2本发明系统一种启动信号来源的示意图;

图 3本发明系统另一种启动信号来源的示意图;

图 4本发明带有清洗剂输入管路支管的系统结构 意图。

具体实施方式

[0021] 实施例 1 :

一种直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统 , 如图 1所示, 所述系统包括盛装进气阀清洗剂 的清洗剂罐 1、 清洗剂输入管路 2、 电磁流量控制器 3和控制电路 4, 所述清洗剂罐安装在 汽车的车架上, 清洗剂输入管路一端与清洗剂罐连接, 清洗剂输入管路另一端经电磁流量控 制器连接在引擎的进气岐管 5上, 其中, 所述清洗剂输入管路与清洗剂罐连接的管路上 串接 有一个输液泵 6, 输液泵可以是一种电驱动的电泵, 或者是一种由气驱动的气泵, 本实施例 中使用的是电泵; 所述控制电路控制输出分别连接输液泵和电磁 流量控制器, 控制电路的输 入分别接收一个三元催化器温度信号 7的输入、 一个引擎转速信号 8的输入以及一个引擎喷 油信号 9 的输入, 所述控制电路中设置有清洗启动电路 4-1, 一个在汽车引擎运行状态控制 的启动信号 10 连接控制电路中的启动电路; 其中, 所述的三元催化器温度信号、 一个引擎 转速信号、 引擎喷油信号都可以从目前汽车的引擎控制信 号控制板中得到; 如果没有, 可以 通过设置三元催化器温度传感器、 引擎转速传感器、 引擎喷油传感器得到。

[0022] 实施例中的启动信号至少有两种来源:

其一如图 2所述, 所述启动信号是一个由设置在驾驶室中的按钮 开关 11送出的开关信号, 是一个设置在驾驶室中的按钮开关信号和引擎 运行、 停止信号相与输出的启动信号, 所述启 动电路是一个信号触发器, 当引擎运行时按下按钮开关, 启动信号令触发器触发控制电路进 入清洗工作程序, 图 2中钥匙开关信号 11-11、 拨动开关信号 11-2和与门 11-3组成了按钮开 关, 引擎运行、 停止信号可以从汽车启动钥匙门提取。

[0023] 其二如图 3所示, 所述启动信号由汽车的里程计数信号 12控制发出的启动信号, 所 述启动电路是一个里程计数控制器, 里程计数控制器中设置有预置里程寄存器和一 个与里程 寄存器进行数值比较的里程计数器, 所述里程计数信号连接里程计数器的计数输入 , 当里程 计数器的里程数值达到预置里程寄存器的预置 值时, 里程计数控制器的输出触发控制电路进 入清洗工作程序; 此种方案是一种自动清洗的方案, 通过在预置里程寄存器输入里程数, 当 汽车行驶到设置的里程数时便会自动启动系统 ; 采用此种启动功能, 在所述的控制电路中要 连接一个锂电池 13 (可充电), 锂电池保持启动电路中的数据不丢失。

[0024] 实施例中, 为了对引擎的每一个汽缸的进气阀与燃烧室积 碳分别进行控制清洗, 如 图 4所示, 所述清洗剂输入管路包括主管和在主管 2上分出的支管 2-1, 支管连接在进气岐 管与引擎各气缸的连接管 5-1上, 在支管上设置有所述电磁流量控制器。

[0025] 实施例中的控制电路可以有多种方案, 本实施例中的控制电路包括一个单片机, 单 片机含有可调脉宽 /脉频输出口 (PWM) 和多个数据输入输出口 (D0-D7, P1-P3 ), 围绕单 片机设置有液晶显示器、 参数设定键、 信号输入接口和电磁流量控制接口; 其中所述液晶显 示器是通过液晶显示驱动器与单片机的数据输 出口连接, 所述的参数设定键与单片机的数据 输入口连接, 所述的三元催化器温度信号、 一个引擎转速信号、 引擎喷油信号、 以及里程计 数信号连接单片机的信号输入接口, 所述电磁流量控制接口是单片机的可调脉宽 /脉频输出 Π。

[0026] 实施例中所述单片机是市场上销售的 8 位带有内存的单片机, 本实施例使用的是型 号为 STC125624的 8位带 24Κ闪存的单片机, 所述的液晶显示驱动器是市场上销售的型号 是 HT1621 , 所述的电磁流量控制接口包括单片机的可调脉 宽、 脉频输出口和与单片机的可 调脉宽 ϊ(频输出口连接的两极晶体管驱动。

[0027] 系统在汽车仪表上设置有一个工作显示信灯和 清洗剂液位显示灯, 当系统工作时该 信号亮, 表明进行进气阀在线清洗, 在清洗剂罐上设置有液位传感器, 系统根据液位传感器 或者按设定的流量和工作时间计算液体的消耗 量, 缺清洗液时清洗剂液位显示灯闪烁。

[0028] 实施例 2:

一种基于实施例 1所述直喷引擎燃油系积碳在线清洗控制系统 积碳在线清洗控制方法, 实 施例 1中的内容也应该作为本实施例的内容, 所述方法包括第一步启动引擎, 第二步触发系 统控制电路开始工作; 其中, 所述控制电路在满足引擎喷油嘴喷油、 三元催化器温度小于 800摄氏度设定值、 引擎转速大于 1200转 /分钟设定值以及清洗时间小于设定清洗时间 状 态下, 启动清洗工作程序向引擎的进气岐管中喷入清 洗剂。

[0029] 上述方法保证了引擎清洗的最佳工作状态: 也就是在引擎转速小于 1200转 /分钟时、 三元催化器温度大于 800摄氏度时、 喷油嘴不喷油三种状态中的任何一种状态出现 时系统停 止工作。

[0030] 实施例中, 所述控制方法进一步包括:

a.在一个预置里程寄存器中输入一个预置里 数, 所述预置里程数是汽车行驶到这个里程后 需要清洗进气阀与燃烧室积碳的里程;

b.读取一个里程计数器的里程数据, 将里程数据与预置里程数比较;

c.当里程数据与预置里程数相等时, 启动清洗工作程序, 并将里程计数器清零, 里程数据小 于预置里程数时返回步骤 b。

[0031] 实施例中, 所述清洗时间是清洗工作程序向引擎的进气岐 管中喷入清洗剂的时间。

[0032] 实施例中, 所述清洗时间是 15至 25分钟。

[0033] 实施例中, 所述预置里程数可以根据驾驶习惯和驾驶环境 任意设置, 本实施例所述 预置里程数设置是 3000千米。

[0034] 实施例中, 所述向引擎的进气岐管中喷入清洗剂是以流量 为 10 克 ±0.5 克 /分钟 (每 分钟 10克、 误差 ±0.5克) 向引擎的进气岐管中喷入清洗剂。

[0035] 实施例中电磁流量控制器开通流量是通过控制 电磁阀的每分钟开通时间来确定, 当 电磁流量计每分钟开通的时间 (T) =15.2毫秒, 实测对应的流量 (L) =10.1克 /分钟。