| 专利名称： | 天然气发动机的燃气导轨泄露检测方法和检测系统 | ||
| 专利名称(英文)： | Natural gas engine of the gas rail leak detection method and a detection system | ||
| 专利号： | CN201511018050.3 | 申请时间： | 20151230 |
| 公开号： | CN105508048A | 公开时间： | 20160420 |
| 申请人： | 中国第一汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 130011 吉林省长春市西新经济技术开发区东风大街2259号 | ||
| 发明人： | 李军; 华东旭; 王超; 张贵铭; 曹包华; 张俊杰; 祝浩; 杨雪珠 | ||
| 分类号： | F02B77/08 | 主分类号： | F02B77/08 |
| 代理机构： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 朱世林 |
| 摘要： | 本发明属于发动机控制系统技术领域，具体涉及一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测方法和检测系统，检测系统由燃气导轨、燃气压力传感器、燃气减压器、燃气截止阀、ECU控制单元和检测单元组成；检测方法通过比较实际燃气压力信号与软件模拟的临界泄露状态下的燃气压力，判定气轨是否存在泄露故障。本检测系统在不增加部件及成本的前提下，为天然气发动机使用者提供燃气泄露的警示，以确保发动机使用过程安全；通过泄露检测，能够帮助发动机使用者排除故障原因；还能够及时提醒发动机使用者检查、更换燃气供给系统部件，确保燃料密封性，使用过程安全；检测方法简单、有效。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention belongs to the technical field of a control system of the engine, in particular relates to a natural gas engine of the gas rail leak detection method and a detection system, the detection system is comprised of a gas guide rail, the pressure of the fuel gas sensor, gas pressure reducer, gas stop valve, the control unit ECU and the detection unit; detecting method by comparing the actual gas pressure signal and the software simulation under the critical leakage pressure of the fuel gas state, the gas rail whether there is a leakage fault. In this detection system does not increase the part and under the premise that the cost is, to a natural gas engine the user warning of the gas leakage, in order to ensure safe use of the engine; through the leak detection, users can help engine fault cause; can also remind the user to check the engine, changing the gas supply system components, to ensure that fuel sealing performance, use process is safe; the detection method is simple, effective. | ||
1.一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，其特征在于：由燃气导轨(10)、燃气 压力传感器(5)、燃气减压器(3)、燃气截止阀(4)、ECU控制单元(1)和检测单元组成； 压缩天然气(2)通过燃气减压器(3)与燃气截止阀(4)向燃气导轨(10)输送给定 压力的燃气； 所述燃气压力传感器(5)安装在燃气导轨(10)上，能实时采集燃气压力信号； 所述ECU控制单元(1)负责接收燃气压力传感器(5)采集的压力信号，并模拟计算 燃气导轨(10)临界泄露状态下的压力； 所述检测单元负责对燃气压力传感器(5)采集的压力信号与燃气导轨(10)临界泄露 状态下的压力进行对比，并通过对比结果指示燃气导轨(10)是否泄露。
2.根据权利要求1所述的一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，其特征在于： 所述采集燃气压力信号时任务时间片为10ms。
3.根据权利要求1所述的一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，其特征在于： 所述模拟计算燃气导轨临界泄露状态下的压力是由低通滤波器进行。
4.如权利要求1所述的一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统的检测方法，其特 征在于，包括以下步骤： a、当系统上电且待机状态下激活检测单元； b、检测系统通过燃气压力传感器(5)实时采集增压压力的值； c、打开燃气减压器(3)、燃气截止阀(4)并建立轨压，如燃气压力无法建立，则判定 存在严重的泄露故障； d、当燃气压力达到正常范围值时，将燃气减压器(3)、燃气截止阀(4)关闭； e、通过低通滤波器模拟燃气导轨(10)临界泄漏状态下的压力的变化情况，获取临界 泄漏状态下的燃气压力，并通过实际燃气压力和临界泄漏压力的数量关系判断是否存在燃气 导轨(10)泄漏故障； f、在驾驶循环中，如果在系统待机状态下未能成功完成燃气导轨泄(10)漏检测即未 能成功确认是泄漏还是不泄露，当点火开关关闭后，通过ECU控制单元(1)控制系统延迟 掉电，在此段时间内，如果满足点火开关关闭但系统维持供电、没有转速、燃气压力无传感 器且“燃气导轨泄漏”检测在当前驾驶循环仍未成功检测，激活检测功能单元；并重复执行 b、c、d和e过程； g、检测完成后，检测系统控制系统掉电。
1.一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，其特征在于：由燃气导轨(10)、燃气 压力传感器(5)、燃气减压器(3)、燃气截止阀(4)、ECU控制单元(1)和检测单元组成； 压缩天然气(2)通过燃气减压器(3)与燃气截止阀(4)向燃气导轨(10)输送给定 压力的燃气； 所述燃气压力传感器(5)安装在燃气导轨(10)上，能实时采集燃气压力信号； 所述ECU控制单元(1)负责接收燃气压力传感器(5)采集的压力信号，并模拟计算 燃气导轨(10)临界泄露状态下的压力； 所述检测单元负责对燃气压力传感器(5)采集的压力信号与燃气导轨(10)临界泄露 状态下的压力进行对比，并通过对比结果指示燃气导轨(10)是否泄露。
2.根据权利要求1所述的一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，其特征在于： 所述采集燃气压力信号时任务时间片为10ms。
3.根据权利要求1所述的一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，其特征在于： 所述模拟计算燃气导轨临界泄露状态下的压力是由低通滤波器进行。
4.如权利要求1所述的一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统的检测方法，其特 征在于，包括以下步骤： a、当系统上电且待机状态下激活检测单元； b、检测系统通过燃气压力传感器(5)实时采集增压压力的值； c、打开燃气减压器(3)、燃气截止阀(4)并建立轨压，如燃气压力无法建立，则判定 存在严重的泄露故障； d、当燃气压力达到正常范围值时，将燃气减压器(3)、燃气截止阀(4)关闭； e、通过低通滤波器模拟燃气导轨(10)临界泄漏状态下的压力的变化情况，获取临界 泄漏状态下的燃气压力，并通过实际燃气压力和临界泄漏压力的数量关系判断是否存在燃气 导轨(10)泄漏故障； f、在驾驶循环中，如果在系统待机状态下未能成功完成燃气导轨泄(10)漏检测即未 能成功确认是泄漏还是不泄露，当点火开关关闭后，通过ECU控制单元(1)控制系统延迟 掉电，在此段时间内，如果满足点火开关关闭但系统维持供电、没有转速、燃气压力无传感 器且“燃气导轨泄漏”检测在当前驾驶循环仍未成功检测，激活检测功能单元；并重复执行 b、c、d和e过程； g、检测完成后，检测系统控制系统掉电。
翻译：技术领域
本发明属于发动机控制系统技术领域，具体涉及一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测 方法和检测系统。
背景技术
通常，天然气发动机的燃气喷嘴设置在同一燃气导轨上，喷嘴和燃气导轨之间用O型 圈密封，导轨上接有燃气压力、燃气温度及燃气减压阀出口的低压管路，燃气导轨的泄露故 障点较多。如果存在泄露，可能会带来燃气消耗过快、轨压建立不足及发动机动力不足的风 险。当泄露量较大时，泄露出的燃气还会聚集在发动机周围，存在燃烧爆炸风险。然而，针 对该问题还未有行之有效的检测系统及方法。因此，急需研发一种对燃气导轨的密封状态进 行检测的系统及方法。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的空白，提供一种天然气发动机的燃气导轨泄露 检测方法和检测系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：
一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，由燃气导轨10、燃气压力传感器5、燃气 减压器3、燃气截止阀4、ECU控制单元1和检测单元组成；
压缩天然气2通过燃气减压器3与燃气截止阀4向燃气导轨10输送给定压力的燃气；
所述燃气压力传感器5安装在燃气导轨10上，能实时采集燃气压力信号；
所述ECU控制单元1负责接收燃气压力传感器5采集的压力信号，并模拟计算燃气导 轨10临界泄露状态下的压力；
所述检测单元负责对燃气压力传感器5采集的压力信号与燃气导轨10临界泄露状态下 的压力进行对比，并通过对比结果指示燃气导轨10是否泄露。
一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测方法，包括以下步骤：
a、当系统上电且待机状态下激活检测单元；
b、检测系统通过燃气压力传感器5实时采集增压压力的值(10ms任务时间片)；
c、打开燃气减压器3、燃气截止阀4并建立轨压，如燃气压力无法建立，则判定存在 严重的泄露故障；
d、当燃气压力达到正常范围值时，将燃气减压器3、燃气截止阀4关闭；
e、通过低通滤波器模拟燃气导轨10临界泄漏状态下的压力的变化情况，获取临界泄漏 状态下的燃气压力，并通过实际燃气压力和临界泄漏压力的数量关系判断是否存在燃气导轨 10泄漏故障；
f、在驾驶循环中，如果在系统待机状态下未能成功完成燃气导轨泄10漏检测即未能成 功确认是泄漏还是不泄露，当点火开关关闭后，通过ECU控制单元1控制系统延迟掉电， 在此段时间内，如果满足点火开关关闭但系统维持供电、没有转速、燃气压力无传感器且“燃 气导轨泄漏”检测在当前驾驶循环仍未成功检测，激活检测功能单元；并重复执行b、c、d 和e过程；
g、检测完成后，检测系统控制系统掉电。
本发明的有益效果为：在不增加部件及成本的前提下，为天然气发动机使用者提供燃气 泄露的警示，以确保发动机使用过程安全；通过泄露检测，能够帮助发动机使用者排除故障 原因；还能够及时提醒发动机使用者检查、更换燃气供给系统部件，确保燃料密封性，使用 过程安全；检测方法简单、有效。
附图说明
图1为燃气导轨泄露检测系统的系统结构图。
图2为临界泄露状态下燃气压力变化过程曲线图，c和e分别为检测过程中建立轨压和 判断导轨是否泄漏的过程
图3为燃气导轨泄露检测系统工作过程流程图。
图中，1.ECU控制单元2.压缩天然气3.燃气减压器4.燃气截至阀5.燃气压力传感 器6.燃气温度传感器7.燃气喷嘴8.进气歧管9.排气歧管10.燃气导轨11.发动机。
具体实施方式
一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测系统，由燃气导轨10、燃气压力传感器5、燃气 减压器3、燃气截止阀4、ECU控制单元1和检测单元组成；
压缩天然气2通过燃气减压器3与燃气截止阀4向燃气导轨10输送压力为7bar的燃气；
所述燃气压力传感器5安装在燃气导轨10上，能实时采集燃气压力信号；
所述ECU控制单元1负责接收燃气压力传感器5采集的压力信号，并模拟计算燃气导 轨10临界泄露状态下的压力；
所述检测单元负责对燃气压力传感器5采集的压力信号与燃气导轨10临界泄露状态下 的压力进行对比，并通过对比结果指示燃气导轨10是否泄露。
一种天然气发动机的燃气导轨泄露检测方法，包括以下步骤：
a、当系统上电且待机状态，同时满足没有启动信号且没有转速、燃气压力传感器5无 故障且轨压检测在当前驾驶循环仍未成功检测的条件时，激活检测单元；
b、激活检测单元通过燃气压力传感器5实时采集增压压力的值(10ms任务时间片)；
c、打开燃气减压器3、燃气截止阀4，建立轨压，如燃气压力无法建立，则判定存在严 重的泄露故障；
d、当燃气压力达到正常范围值时，将燃气减压器3、燃气截止阀4关闭；
e、激活一个低通滤波器用于模拟燃气导轨10临界泄漏状态下的压力的变化获取临界泄 漏状态下的燃气压力，滤波器初始值为c步骤结束时刻的值，目标值为大气压力；在测试时 间(例如10秒或1秒)内，通过实际燃气压力和临界泄漏压力的数量关系，例如实际燃气 压力比标准泄露压力低一定程度如1bar，可判定为“燃气导轨泄漏超标”故障或无故障；
f、在当前驾驶循环中，如果在系统待机状态下未能成功完成燃气导轨10泄漏检测即未 能成功确认是泄漏还是不泄露，当点火开关关闭后，通过ECU控制单元1控制系统延迟掉 电，在此段时间内，如果满足点火开关关闭但系统维持供电、没有转速、燃气压力无传感器 且“燃气导轨泄漏”监控在当前驾驶循环仍未成功检测，激活检测功能单元；并重复执行b、 c、d和e过程；
g、检测完成后，检测系统控制系统掉电。
当燃气压力降低的速率过大，超出模拟仿真值(该值由发动机厂家按照产品安全标准给 出)后，判定燃气导轨10出现泄露故障。
