[发明专利]一种天然气和汽油双燃料发动机控制系统

说明书

技术领域

本发明属于发动机电子控制领域，涉及一种双燃料发动机控制系统，特别是涉及一种天然气和汽油双燃料发动机控制系统。

背景技术

随着环境、能源问题的日益严峻，天然气已成为发动机的重要燃料之一。将汽油机改装成天然气/汽油双燃料发动机，可以更有效的利用能源，缓解环境危机。现有天然气/汽油双燃料发动机控制系统框图如图1所示，ECU的主控制芯片MCU中存储了汽油模式下的控制逻辑和天然气模式下的控制逻辑； 在执行器驱动方面，喷油嘴用一路大功率驱动电路和功率驱动器驱动，喷气嘴用一路大功率驱动电路和功率驱动器驱动。增加的驱动喷气嘴的大功率驱动电路和功率驱动器，对原汽油机ECU硬件电路改动大，ECU硬件电路结构复杂，成本高。而双燃料发动机单ECU中的存储代码量倍增，内存消耗大，运行效率降低。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明将原汽油机改装为天然气/汽油双燃料发动机，提出一种天然气/汽油双燃料发动机控制系统，在原燃油控制逻辑的基础上增设喷射脉宽校正逻辑和点火定时校正逻辑，在燃气状态下，直接将燃油脉宽和喷油脉宽校正为燃气脉宽和喷气脉宽信号输出给外部天然气/汽油选择装置，使燃油/燃气信号共用一路电路输出，简化现有双燃料ECU逻辑驱动电路，提升驱动效率，对现有燃油机电路改动少,降低开发成本。

本发明具体采用以下技术方案：

一种天然气和汽油双燃料发动机控制系统，其包括主控芯片MCU、大功率驱动电路、功率驱动器、点火驱动电路、减压器驱动电路、信号处理电路、天然气/汽油选择装置，其中：

在主控芯片MCU中设置喷射脉宽校正模块和点火定时校正模块；

传感器信号通过信号处理电路输入至控制系统的主控芯片MCU，根据传感器信号判断是否切换发动机的燃气模式或燃油模式；

所述双燃料发动机控制系统输出继电器控制信号天然气/汽油选择装置进行发动机的燃气模式和/或燃油模式的切换；

所述喷射脉宽校正模块依次通过大功率驱动电路、功率驱动器输出相应的燃油喷射脉宽信号或燃气喷射脉宽信号至所述天然气/汽油选择装置；

所述点火定时校正模块通过点火线圈驱动电路输出燃油点火定时信号和/或燃气点火定时信号至点火线圈；

所述主控芯片MCU控制减压驱动电路，减压驱动电路连接至减压器电磁阀。

本天然气/汽油双燃料发动机的ECU中天然气喷射脉宽和点火定时是通过修正相同转速、负荷工况下汽油喷射脉宽和点火定时得到。喷油嘴和喷气嘴共用原汽油机控制系统的大功率驱动电路和功率驱动器，喷油嘴和喷气嘴的切换是通过ECU控制天然气/汽油选择装置中的继电器实现的。

本系统要判定处于天然气模式状态必须同时满足四个条件：ECU采集到天然气请求开关信号，天然气储气瓶压力不低于设定值，发动机转速达到或超过设定转速，发动机的温度不能太低，应高于设定的发动机温度，即发动机必须运行一段时间。不满足任一条件，ECU判定发动机处于燃油状态。

喷射脉宽校正模块包括天然气、汽油喷射脉宽两种模式，若处于汽油模式，喷射脉宽校正模块输出的喷射脉宽即为燃油喷射脉宽；若处于天然气模式，喷射脉宽校正模块输出的喷射脉宽为校正后的天然气喷射脉宽。

点火定时校正模块输出的点火定时包括汽油模式下的点火定时信号和天然气模式下的点火定时信号，汽油模式下的点火定时信号为原汽油机ECU输出的点火定时信号；在天然气模式下，天然气点火定时是对发动机在相同转速和负荷下的汽油点火定时的修正，根据转速信号和发动机负荷查询修正点火MAP得到修正点火定时，汽油点火定时和修正点火定时之和即为天然气的点火定时。汽油点火MAP和修正点火MAP均为在不同转速和负荷下进行发动机台架试验，使过量空气系数等于1时标定得到的二维表格，存储在主芯片的程序存储器中，用于控制逻辑查询。

本发明采用的天然气/汽油选择装置分为多组，与发动机的缸数对应；每一组都包括一继电器、一个喷油嘴和一个喷气嘴；其中，喷油嘴电磁阀和喷气嘴电磁阀的公共端由双燃料发动机控制系统的一个引脚控制，喷油嘴电磁阀和喷气嘴电磁阀的另一端分别由继电器常开或常闭触点控制，所述双燃料发动机控制系统通过继电器线圈的通电与否选择连通喷油嘴还是喷气嘴，通过喷油嘴与喷气嘴电磁阀公共端的接地时间决定燃油和/或燃气喷射脉宽。