用于LPI发动机启动延时警告的装置和方法

摘要

在需要在燃料供给管道中形成足够的燃料压力的时间段，产生警告信号，以使驾驶员能够得到提示从而将点火开关保持在其第二级(仅仅IG被接通)。

说明书

技术领域

总体而言，本发明涉及一种LPI发动机。具体地说，本发明涉及一种用于LPI发动机的启动延时警告的装置和方法。

背景技术

传统的LPG(液化石油气)发动机只采用LPG的蒸汽压力来驱动发动机。LPI(液化石油气喷射)发动机与LPG发动机的不同之处在于，其采用由处于LPG燃料槽中的燃料泵供给LPG的喷油嘴，并以液态喷射LPG。

当LPG被蒸发时，其蒸汽压力相对于温度呈抛物线形增加。此外，当发动机的室温增加时，其上的燃料供给管道的温度也相应地增加。

当发动机在以高速和高负载被驱动之后停止时，发动机的热辐射也作用于发动机上的燃料管道，这会导致存留于燃料管道中的燃料温度的上升。

因此，当发动机在发热下被关闭时，燃料供给管道中的燃料容易蒸发，而其压力变得高于调压器的工作压力。在此情况下，燃料将通过调压器返回到燃料槽。这意味着燃料供给管道中的燃料形成了气体和液体的混合物。

在LPI发动机的燃料供给系统中常常包括有调压器旁路阀，例如，为了防止因喷油嘴中的燃料泄漏而产生的过多的碳氢化合物。所述调压器旁路阀在发动机关闭时通常保持开启的状态。在此情况下，更多的燃料返回到燃料槽，结果燃料供给管道变得缺少燃料了。

当LPG被蒸发时，其体积相当于其处于液体状态时的大约250倍。因此，当LPG燃料被喷射而其部分地被蒸发时，汽缸中的空气-燃料混合物变得含量非常的少。这样的情况下会导致LPI发动机的稳定性变坏，例如，引起其启动时间变长，或产生使几乎启动的发动机停转的发动机失速现象。

此外，为了使发动机稳定地运行，燃料泵应形成足够的燃料压力。然而，当发动机在所述足够的压力形成之前启动时，燃料的喷射，其意味着要采用燃料供给管道中的燃料，会在一定的时间间隔内对所述足够燃料压力的形成产生负面影响。

通过模拟燃料成分，基于燃料供给管道中的燃料温度，能够评估燃料供给管道中燃料的当前状态是处于液体状态、气体状态还是混合状态。在此情况下，通过仅在确认燃料处于液体状态后才喷射燃料，LPI发动机的稳定性可得到增强，特别是当发动机在其为热的或局部冷却时。

在发动机被关闭时，LPI发动机不可避免地要从其燃料供给管道将燃料泄漏回燃料槽。因此，当发动机的点火开关被接通时，在发动机被启动之前，发动机需要有一段所谓的启动死时间(starting dead time)，在此期间燃料供给管道中的燃料得到了补充。

在LPI发动机冷启动期间，例如被搁置了一夜之后，燃料供给管道中的温度接近于燃料槽的温度，燃料供给管道中的蒸汽压力不高，因此需要补充的燃料的量较小。

然而，当LPI发动机在其处于热状态或局部冷却状态下被启动时，在此情况下燃料供给管道和燃料槽之间存在大的温度差，由于此温度差的存在，燃料供给管道中的燃料压力应该升得更高以达到蒸汽压力。因此，在此情况下，启动死时间变得更长，这会引起驾驶员的不满。

还有，应该注意，在所述的LPI发动机冷启动过程中，燃料泵必须被启动，这会产生大约10安培的电力消耗，此外还有会消耗相当量电力的启动马达过程。燃料泵和启动马达的动作都会导致蓄电池寿命的变短，并降低燃料泵的效率。

在本发明的背景技术部分中公开的信息，只是为了增强对本发明的背景技术的理解，并不应被理解为承认或以任何形式的暗示此信息构成了已经为此国家中的所述技术领域内的技术人员所知道的先前技术。

发明内容

本发明的动机是提供一种用于LPI发动机的启动延时警告的装置和方法，因基于LPI发动机的工作状态而产生的警告信号，所述装置和方法具有增强LPI发动机的稳定性的非限定性的优点。

根据本发明的一种实施例的LPI发动机的启动延时警告装置的一个示例性装置，包括运行状态检测单元，发动机控制单元，燃料供给单元，和警告单元。

运行状态检测单元检测LPI发动机的运转状态，并包括一个点火开关。

发动机控制单元，基于来自运行状态检测单元的信号，产生燃料供给信号和警告信号。

燃料供给单元，被来自发动机控制单元的燃料供给信号所启动，并向LPI发动机供给燃料。    

警告单元被来自发动机控制单元的警告信号所启动。

在另一个实施例中，运行状态检测单元包括用于检测燃料供给单元的燃料温度和LPI发动机冷却剂温度的温度探测器单元，用于检测燃料供给单元的燃料压力的压力探测器，以及用以检测LPI发动机的转速的发动机速度探测器。

在又一个实施例中，当点火开关被接通到第二级(简称为IG ON)时，发动机控制单元发送警告信号给警告单元，并控制燃料供给单元中的燃料泵达到其最大的流量输出速度。

在又一个实施例中，警告单元包括一个当被触发时要么保持发光要么闪烁的警告灯。

发动机控制单元优选地基于从燃料温度转换而来的喷油嘴温度，来确定目标压力。

当LPI发动机保持停止而燃料供给单元中的燃料压力大于目标压力时，发动机控制单元优选地将燃料泵控制到其最小的速度，并停止发送警告信号给警告单元。

当LPI发动机保持停止而警告单元的启动周期大于预定的周期时，发动机控制单元优选地停止发送警告信号给警告单元。

当LPI发动机正在执行启动，而燃料供给单元中的燃料压力大于目标压力时，发动机控制单元优选地发送燃料供给信号给燃料供给单元。

当LPI发动机的发动机速度变得大于预定的阈值速度，而燃料供给信号被提供给燃料供给单元时，发动机控制单元优选地控制燃料泵正常地工作，并停止发送警告信号给警告单元。

根据本发明的一种实施例的LPI发动机的启动延时警告的示例性方法包括，检测LPI发动机的状态，当LPI发动机的状态不适于启动时保持启动延时警告，且当LPI发动机的状态变得适于启动时停止启动延时警告。    

保持启动延时警告过程优选地包括，当点火开关被接通时产生警告信号并控制燃料泵达到其最大的流量输出速度，基于从燃料供给单元的燃料温度转换而来的喷油嘴温度来确定目标压力，当燃料供给单元的燃料压力不大于目标压力时检测警告保持周期，当警告保持周期不大于预定的最大警告周期时保持启动延时警告。

停止警告优选地发生在当燃料压力变得大于目标压力时。

LPI发动机的启动延时警告的示例性方法还优选地包括，当警告信号因燃料压力变得大于目标压力而停止时，控制燃料泵达到其最小的速度。

停止警告优选地发生在当警告保持周期长于预定最大的警告周期时。

当燃料供给单元的燃料压力变得大于目标压力时，保持启动延时警告优选地包括启动对LPI发动机的燃料供给，并在开始对LPI发动机的燃料供给之后保持启动延时，直至LPI发动机的发动机速度变得大于预定的阈值速度。

停止警告优选地发生在当发动机速度变得大于预定的阈值速度时。

附图说明

在说明书中结合使用并构成了说明书的一部分的附图，显示了本发明的一种实施例，且与描述相结合，起着解释本发明原理的作用。

图1是用于根据本发明的一种实施例的LPI发动机的启动延时警告装置的方框图；和

图2显示用于根据本发明的优选实施例的LPI发动机的启动延时警告的方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的一种优选实施例进行详细说明。

以下参照图1，对根据本发明的一种实施例的LPI发动机的启动延时警告装置进行说明。

如图1所示，根据本发明的一种实施例的LPI发动机的启动延时警告装置包括，运行状态检测单元110，发动机控制单元(ECU)120，燃料供给单元130，和警告单元140。

运行状态检测单元110包括点火开关112，温度探测器单元114，压力探测器116，和发动机速度探测器118。

温度探测器单元114检测燃料供给单元130的燃料供给管道中的燃料温度以及LPI发动机冷却剂的温度。压力探测器116检测燃料供给单元130的燃料供给管道的燃料压力。发动机速度探测器118检测LPI发动机的转速。

点火开关112具有多个可以被ECU120所检测的转换级，且所述转换级包括用于驱动简单的电器装置例如收音机的第一级ACC；用于向维持发动机运转的电气装置输送电力的第二级IG-ON；和用于启动发动LPI发动机的启动马达的第三级ST。

ECU120可以由一个或多个按预定的程序运行的处理器来实现，所述预定程序可以被编程以执行根据本发明优选实施例的方法的每一步。

例如，当点火开关112被接通到第二级时，ECU120就发送警告信号给警告单元，同时，控制燃料供给单元130中的燃料泵达到其最大的流量输出速度。

此外，ECU120基于从燃料供给管道的燃料温度转换而来的喷油嘴温度来确定目标压力P1。

喷油嘴温度被预定为燃料供给管道的燃料温度和冷却剂温度的函数，其具体值可以由本领域内的普通技术人员通过实验来显而易见地获得。

在目标压力P1被确定的情况下，ECU120基于来自发动机速度探测器118的信号来判断发动机是否保持停止。

当发动机保持停止时，ECU120判断由压力探测器116检测到的燃料压力P2是否大于目标压力P1。

当检测到的燃料压力P2大于目标压力P1时，ECU120停止发送警告信号给警告单元140，并控制燃料泵达到其最小的速度。相反，当检测到的燃料压力P2不大于目标压力P1时，ECU120就检测警告单元140的驱动周期(activated period)T2，在将驱动周期T2与预定的周期T1相比较之后，如果警告单元140的驱动周期T2大于预定的周期T1，就停止发送警告信号给警告单元140。

当发动机的启动已经开始时，ECU120还判断由压力探测器116检测到的燃料压力P2是否大于目标压力P1。

当检测到的燃料压力P2大于目标压力P1时，ECU120就发送燃料供给信号给燃料供给单元130。

当通过发动机速度探测器118获得的发动机速度大于预定的阈值速度时，在燃料供给信号向燃料供给单元130发送的同时，ECU120停止发送警告信号给警告单元140，并控制燃料泵达到其正常的工作速度。所述阈值速度是一个这样的速度，在高于此速度时发动机就得到稳定的启动，并且此值可以根据发动机，由本领域内的普通技术人员来显而易见地确定。

燃料供给单元130，根据来自ECU120的燃料供给信号，供给燃料给LPI发动机。

在启动死时间期间，警告单元140执行来自ECU120的警告信号，以使驾驶员得到提示从而将点火开关112保持在其第二级上。

警告单元140可以被安装在仪表板上，且包括当被驱动时要么保持发光要么闪烁的警告灯。

以下参照图1和2，对根据本发明的一实施例的LPI发动机的启动延时警告方法进行说明。

根据本发明的一实施例的LPI发动机的启动延时警告的方法包括，基于来自运行状态检测单元110的信号检测LPI发动机状态，在LPI发动机的状态不适于启动时维持启动延时警告，当LPI发动机的状态变得适于启动时停止启动延时警告。

如图2中所示，在步骤S210，ECU120首先检测点火开关110的第二级IG-ON，此时开关110被接通到其上。

随后，在步骤S212，ECU120访问(或重新得到)存储在非易失性存储器(non-volatile memory)中的燃料成分指数(index)。燃料成分指数是作为一个预定的值被存储的，例如，作为一个LPG燃料的丁烷比率(butane ratio)。在步骤S214，ECU120使定时器125复位，并重新启动之。

然后在步骤S216，ECU120直接控制燃料泵达到其最大的流量输出速度RPM_MAX。也就是说，当点火开关112被接通到第二级时，燃料泵优选地被控制到其最大的速度，以使燃料供给管道中燃料压力的增加加速。然而，为了防止因燃料泵的工作噪声产生的驾驶员的不必要的不舒适，最大的时间被设定在大约2-3秒钟内。

在步骤S218，ECU120驱动警告单元140以使警告单元140执行警告信号，提醒保持点火开关112的第二级，并且不启动发动机(即，不将点火开关接通到第三级)。

随后，在步骤220，ECU120将燃料供给管道的燃料温度转换成作为燃料和冷却剂温度的函数的喷油嘴温度，然后，在步骤S222，ECU120重新找到存储在存储器122中的温度-蒸发压力图表。

然后，在步骤S224中，ECU120基于燃料成分指数，燃料供给管道的燃料温度，以及所述图表，来确定目标压力P1。

更详细地说，在步骤S224，ECU120基于在步骤S220中作为燃料温度获得的喷油嘴温度，来确定目标压力P1。这是因为当LPI发动机为热的或只是局部地冷却时，喷油嘴内部的燃料温度高于燃料供给管道中的燃料温度。

所述图表包括根据燃料成分指数和燃料温度预先计算出的饱和蒸汽压力值，其具体值可以通过已经公开的特性表来明白地设定。

当目标压力P1被确定时，在步骤S226，ECU120判断LPI发动机是否保持停止。LPI发动机是否保持停止，可以基于来自发动机速度探测器118的信号来判定。

在步骤S226中，当发动机保持停止时，在步骤S228，ECU120从压力探测器116接收燃料压力P2，并在步骤S230判断检测到的燃料压力P2是否大于目标压力P1。

当检测到的燃料压力P2大于目标压力P1时，在步骤S232，ECU120停止发送警告信号给警告单元140，并在步骤S234，控制燃料泵达到其最小的速度。

当检测到的燃料压力P2不大于目标压力P1时，在步骤S236，ECU120从定时器125中重新找到警告单元140的驱动周期T2，并在步骤S238，ECU120判断警告单元140的驱动周期T2是否大于预定的周期T1。

当警告单元140的驱动周期T2大于预定的周期T1时，在步骤S240，ECU120停止发送警告信号给警告单元140。在警告单元140的动作不正常地持续，以至于驾驶员会对等待感觉厌烦的情况下，步骤S240是有用的。即，通过步骤S240，警告单元140的驱动周期具有了时间限制。

当警告单元140的驱动周期T2不大于预定的周期T1时，ECU120返回到步骤S222，结果警告信号由警告单元140来持续地执行。

返回参照步骤S226，当发动机在启动时(即，点火开关被接通到第三级)，在步骤242，ECU120使定时器停止。然后在步骤S244，ECU通过压力探测器116来检测燃料压力P2，并在步骤S246判断检测到的燃料压力P2是否大于目标压力P1。

当检测到的燃料压力P2大于目标压力P1时，在步骤S248，ECU120通过发送燃料供给信号给燃料供给单元130来启动燃料喷射。喷油嘴根据燃料供给信号所喷射的燃料的量，是一个通过将压力补偿率(pressure compensation rate)与基于发动机运行状态的基本燃料量(base fuel amount)Ti相乘而获得的值。

在燃料供给信号被发送给燃料供给单元130的同时，在步骤S250，ECU120判断由发动机速度探测器118获得的发动机速度是否大于预定的阈值速度。

当发动机的速度大于预定的阈值速度时，在步骤S252，ECU120停止发送警告信号给警告单元140，然后在步骤S254，ECU120控制燃料泵达到其正常的工作速度。

当发动机速度不大于预定的阈值速度时，ECU120返回到步骤S248，而保持发送警告信号给警告单元140。

如以上所描述，根据本发明的一种实施例，在需要在燃料供给管道中形成足够的燃料压力的时间段，通过控制警告单元以使驾驶员能够得到提示以保持点火开关处于其第二级，LPI发动机的启动性和蓄电池的寿命周期可以得到增强。

虽然本发明已经结合当前被认为是最实际的和优选的实施例得到了说明，应该理解，本发明并不局限于所公开的实施例，相反地，而是要函概包括于所附的权利要求书的精髓和范围内的各种变化形式和等价结构。