[發明專利]電控供油的油氣雙燃料發動機的控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410189541.3
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103982308A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 曾科;習成訓;楊博;寧小康;陳含穎
• 申請（專利權）人: 南京蓋馳動力科技有限公司
• 主分類號: F02D19/06
• 分類號: F02D19/06;F02D41/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于發動機控制技術領域，具體涉及一種電控供油的油氣雙燃料發動機的控制系統及其控制方法。

背景技術

隨著石油資源的日趨緊張，世界燃油價格一再飆升，我國的石油價格也是一漲再漲，地球上儲量豐富的氣體燃料如天然氣因其與汽柴油相比具有價格優勢，且具有更好的環保性能，其使用可以有效降低柴油機的使用成本、緩解能源的短缺、解決排放污染等問題，因而要發展氣體燃料發動機。而柴油/氣體燃料雙燃料發動機(簡稱油氣雙燃料發動機)就是一種氣體燃料發動機。現有的柴油/氣體燃料雙燃料發動機，如柴油/天然氣雙燃料發動機、柴油/液化石油氣(LPG)雙燃料發動機，通常是在柴油發動機及柴油電子控制系統的基礎上加裝氣體燃料控制系統而得到，這種發動機通常存在三個方面的問題，一是引燃柴油量的控制問題，發動機工作雙燃料模式時，由于柴油燃點低，主要起到首先壓燃著火引燃燃氣的作用，為了追求經濟性指標，柴油量只占到總燃料量的5～20％，在這么小的量的情況下，其控制穩定性和精度難度大；二是熱負荷較高，與原柴油機相比，燃燒氣體燃料之后由于氣體燃料如天然氣的燃燒速度慢產生的后燃，加之壓縮比一般仍保持原柴油機的高壓縮比導致零部件的熱負荷高而影響了發動機的壽命；三是有些氣體燃料如天然氣的甲烷排放高，例如天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的著火溫度約630℃大大高于柴油的260℃，而雙燃料發動機部分負荷時氣缸內混合氣較稀，氣缸內溫度較低而導致一些溫度較低區域的甲烷不能燃燒而形成高的甲烷排放，并造成甲烷浪費而影響了發動機的經濟性能。上述三方面問題的存在，影響發動機運行的安全性和可靠性，同時增加了燃料的消耗量和尾氣排放。

現有發明CN201110291569.4針對電控單體泵、電控泵噴嘴或者電控共軌柴油/氣體燃料雙燃料發動機提出了一種油氣的控制方法和裝置，該雙燃料發動機控制系統是在保留原機發動機控制系統的基礎上，增加一套柴油及燃氣控制單元。原機的各個信號(水溫，增壓壓力及溫度，軌壓，等等)，被雙燃料控制系統和原機的電控系統共享。增加的雙燃料控制單元可控制柴油噴射(柴油噴油器電磁閥控制)以及加裝的燃氣噴射系統(包括燃氣噴嘴電磁閥控制、燃氣開關閥控制、燃氣液位、壓力和溫度監測等)，而原機的其他部件(如軌壓、空氣系統(VGT、EGR等))仍由原機系統控制。原機的柴油噴射的控制權，通過外部的繼電器進行切換，該繼電器由雙燃料控制系統控制，通過控制該繼電器可以獲得純柴油狀態以及雙燃料兩種工作模式。但該發明還存在結構不夠優化、發動機運行的安全性和可靠性不夠強等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電控供油的油氣雙燃料發動機的控制系統及其控制方法，能夠改進現有電控共軌、電控單體泵或電控泵噴嘴供油的柴油/燃氣雙燃料發動機的油氣的控制系統和控制方法存在的問題，能更方便的融合目前主流柴油電控系統，使雙燃料發動機控制系統更加精確，發動機運行更加安全可靠、經濟、環保。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種電控供油的油氣雙燃料發動機的控制系統，包括高壓共軌噴射系統、燃氣噴射系統和油/氣雙燃料電控系統；

高壓共軌噴射系統包括依次相連的燃油箱、過濾器、高壓油泵和高壓共軌管；

燃氣噴射系統包括設置在連接管路上的燃氣控制噴嘴、燃氣開關總閥、燃氣壓力調節閥和燃氣分配管；

油/氣雙燃料電控系統包括傳感器部分、執行器、以及采集傳感器部分的信號并控制執行器運作的雙燃料ECU和燃油ECU(電子控制單元)；

其中雙燃料ECU包括用于接收傳感器部分采集的信號的輸入信號處理模塊、與執行器相連的輸出接口驅動模塊、以及與信號處理模塊和輸出接口驅動模塊相連的微處理器，雙燃料ECU內還設有噴油器模擬負載；燃油ECU內設有噴油器驅動輸出端，且噴油器驅動輸出端與輸入信號處理模塊和噴油器模擬負載相連；

執行器包括與燃料ECU相連的高壓油泵控制閥，以及與雙燃料ECU相連的噴油器和燃氣控制噴嘴；

傳感器部分包括同時與燃油ECU和雙燃料ECU相連的位于發動機機體上的水溫傳感器、位于進氣總管上的進氣歧管壓力溫度傳感器和或進氣流量傳感器、位于發動機飛輪端的曲軸位置傳感器、位于油泵凸輪軸或進排氣門凸輪軸處的凸輪軸位置傳感器和用于檢測油門踏板位置的油門踏板位置傳感器，以及與雙燃料ECU相連的用于測量燃氣控制噴嘴進口處燃氣壓力和溫度的燃氣壓力和溫度傳感器和設置在燃氣儲存罐內的燃氣液位或壓力傳感器。

所述的輸出接口驅動模塊包括與燃氣控制噴嘴相連的燃氣控制噴嘴驅動模塊和與噴油器相連的噴油器驅動模塊。