[發(fā)明專利]一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110076659.1
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102146853A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴臣樹;單玉梅;鄭慧;高鋒;張強
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 畢家琨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動機電子控制領(lǐng)域，涉及一種雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)，特別是涉及一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境、能源問題的日益嚴峻，天然氣已成為發(fā)動機的重要燃料之一。將汽油機改裝成天然氣/汽油雙燃料發(fā)動機，可以更有效的利用能源，緩解環(huán)境危機。現(xiàn)有天然氣/汽油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)框圖如圖1所示，ECU的主控制芯片MCU中存儲了汽油模式下的控制邏輯和天然氣模式下的控制邏輯；?在執(zhí)行器驅(qū)動方面，噴油嘴用一路大功率驅(qū)動電路和功率驅(qū)動器驅(qū)動，噴氣嘴用一路大功率驅(qū)動電路和功率驅(qū)動器驅(qū)動。增加的驅(qū)動噴氣嘴的大功率驅(qū)動電路和功率驅(qū)動器，對原汽油機ECU硬件電路改動大，ECU硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。而雙燃料發(fā)動機單ECU中的存儲代碼量倍增，內(nèi)存消耗大，運行效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明將原汽油機改裝為天然氣/汽油雙燃料發(fā)動機，提出一種天然氣/汽油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)，在原燃油控制邏輯的基礎(chǔ)上增設(shè)噴射脈寬校正邏輯和點火定時校正邏輯，在燃氣狀態(tài)下，直接將燃油脈寬和噴油脈寬校正為燃氣脈寬和噴氣脈寬信號輸出給外部天然氣/汽油選擇裝置，使燃油/燃氣信號共用一路電路輸出，簡化現(xiàn)有雙燃料ECU邏輯驅(qū)動電路，提升驅(qū)動效率，對現(xiàn)有燃油機電路改動少,降低開發(fā)成本。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

一種天然氣和汽油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)，其包括主控芯片MCU、大功率驅(qū)動電路、功率驅(qū)動器、點火驅(qū)動電路、減壓器驅(qū)動電路、信號處理電路、天然氣/汽油選擇裝置，其中：

在主控芯片MCU中設(shè)置噴射脈寬校正模塊和點火定時校正模塊；

傳感器信號通過信號處理電路輸入至控制系統(tǒng)的主控芯片MCU，根據(jù)傳感器信號判斷是否切換發(fā)動機的燃氣模式或燃油模式；

所述雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)輸出繼電器控制信號天然氣/汽油選擇裝置進行發(fā)動機的燃氣模式和/或燃油模式的切換；

所述噴射脈寬校正模塊依次通過大功率驅(qū)動電路、功率驅(qū)動器輸出相應(yīng)的燃油噴射脈寬信號或燃氣噴射脈寬信號至所述天然氣/汽油選擇裝置；

所述點火定時校正模塊通過點火線圈驅(qū)動電路輸出燃油點火定時信號和/或燃氣點火定時信號至點火線圈；

所述主控芯片MCU控制減壓驅(qū)動電路，減壓驅(qū)動電路連接至減壓器電磁閥。

本天然氣/汽油雙燃料發(fā)動機的ECU中天然氣噴射脈寬和點火定時是通過修正相同轉(zhuǎn)速、負荷工況下汽油噴射脈寬和點火定時得到。噴油嘴和噴氣嘴共用原汽油機控制系統(tǒng)的大功率驅(qū)動電路和功率驅(qū)動器，噴油嘴和噴氣嘴的切換是通過ECU控制天然氣/汽油選擇裝置中的繼電器實現(xiàn)的。

本系統(tǒng)要判定處于天然氣模式狀態(tài)必須同時滿足四個條件：ECU采集到天然氣請求開關(guān)信號，天然氣儲氣瓶壓力不低于設(shè)定值，發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到或超過設(shè)定轉(zhuǎn)速，發(fā)動機的溫度不能太低，應(yīng)高于設(shè)定的發(fā)動機溫度，即發(fā)動機必須運行一段時間。不滿足任一條件，ECU判定發(fā)動機處于燃油狀態(tài)。

噴射脈寬校正模塊包括天然氣、汽油噴射脈寬兩種模式，若處于汽油模式，噴射脈寬校正模塊輸出的噴射脈寬即為燃油噴射脈寬；若處于天然氣模式，噴射脈寬校正模塊輸出的噴射脈寬為校正后的天然氣噴射脈寬。

點火定時校正模塊輸出的點火定時包括汽油模式下的點火定時信號和天然氣模式下的點火定時信號，汽油模式下的點火定時信號為原汽油機ECU輸出的點火定時信號；在天然氣模式下，天然氣點火定時是對發(fā)動機在相同轉(zhuǎn)速和負荷下的汽油點火定時的修正，根據(jù)轉(zhuǎn)速信號和發(fā)動機負荷查詢修正點火MAP得到修正點火定時，汽油點火定時和修正點火定時之和即為天然氣的點火定時。汽油點火MAP和修正點火MAP均為在不同轉(zhuǎn)速和負荷下進行發(fā)動機臺架試驗，使過量空氣系數(shù)等于1時標(biāo)定得到的二維表格，存儲在主芯片的程序存儲器中，用于控制邏輯查詢。

本發(fā)明采用的天然氣/汽油選擇裝置分為多組，與發(fā)動機的缸數(shù)對應(yīng)；每一組都包括一繼電器、一個噴油嘴和一個噴氣嘴；其中，噴油嘴電磁閥和噴氣嘴電磁閥的公共端由雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)的一個引腳控制，噴油嘴電磁閥和噴氣嘴電磁閥的另一端分別由繼電器常開或常閉觸點控制，所述雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)通過繼電器線圈的通電與否選擇連通噴油嘴還是噴氣嘴，通過噴油嘴與噴氣嘴電磁閥公共端的接地時間決定燃油和/或燃氣噴射脈寬。