[发明专利]柴油机/天然气双燃料发动机电控系统

说明书

技术领域

本发明设计发动机控制技术，特别涉及一种电控单体泵、共轨技术下的柴油/天然气双燃料发动机油气喷射控制的方法和装置。 

背景技术

随着石油资源的日趋紧张，世界燃油价格一再飙升，我国的石油价格也是一涨再涨，以天然气为代表的代用燃料的清洁能源柴油机的科学开发和成熟应用，可以有效降低重卡的使用成本、缓解能源的短缺、解决排放污染等问题。在现有的柴油/天然气双燃料控制技术中，通常是在柴油发动机及柴油控制系统的基础上增设天然气控制系统，引燃柴油量的值是一个很重要的表定量、 

引燃油量的控制大致有三种类型，即采用原柴油机的直列式喷油泵、小型高压油泵、电子泵喷嘴控制引燃油量。目前我国柴油机柴油供给系统多以机械控制为主，改造时柴油机原机及供油系统没有变动，仅增加了一套CNG供气装置，因此天然气/柴油机双燃料发动机改造主要是天然气供给系统的设计。虽然通过限制机械泵的喷油量可以达到限制引燃喷油量的目的，但是由于喷油时刻不可调，使得发动机的性能不能优化，燃气消耗率较高。 

由上可见，使用机械泵不能优化喷油时刻及引燃喷射量，影响发动机运行的安全性和稳定性，同时增加了燃料的消耗量和尾气排放。 

发明内容

本发明针对传统的柴油/天然气双燃料发动机油气的控制方法和装置无法对柴油和天然气的量及喷射时刻进行精确控制从而影响发动机运行的安全性和稳定性的问题，提供一种双燃料发动机油气喷射控制的方法，能够根据柴油发动机不同的工况精确控制柴油与天然气的喷射时刻及喷射持续期，从而保证双燃料发动机的工作状态安全平稳，降低燃料消耗量，减少有害物质排放。本发明还涉及一种柴油/天然气双燃料发动机油气比例控制装置。 

本发明的技术方案如下： 

一种双燃料发动机油气喷射控制的方法，所述双燃料发动机包括柴油发动机、柴油控制系统和天然气控制系统。其特征在于，该方法包括：本双燃料发动机控制系统是在保留原机发动机控制系统的基础上，增加一套柴油及燃气控制单元。原机的各个信号(水温，增压压力及温度，轨压，等等)，被双燃料控制系统和原机的电控系统共享。增加的双燃料控制单元可控制柴油喷射(柴油喷油器电磁阀控制)以及加装的燃气喷射系统(包括燃气喷嘴电磁阀控制、燃气开关阀控制、燃气液位、压力和温度监测等)，而原机的其他部件(如轨压、空气系统(VGT、EGR等))仍由原机系统控制。原机的柴油喷射的控制权，通过外部的继电器进行切换，该继电器由双燃料控制系统控制。通过控制该继电器可以获得两种分别为：纯柴 油状态以及双燃料状态的工作模式。为保证在双燃料状态时原机控制系统正常工作，通过特制电磁铁模拟柴油机喷油器电磁铁特性，用于接管原机柴油喷射控制。双燃料控制单元应能监控发动机各个参数，根据既定策略灵活选择是否对柴油喷射系统和燃气喷射系统的控制。在不适合使用燃气的情况下(如燃气喷嘴断路、传感器失效等)，切断燃气喷射，并将系统控制权归还原机系统。若该系统完全失效，则整机的控制权自动移交给原机的控制系统。 

原柴油机的各个信号传感器(水温传感器，增压压力、温度传感器，油轨压力传感器，转速传感器，油门位置传感器等)，可通过两种方式被双燃料控制系统和原机电控系统共享。其一为分线方式，即原机的传感器信号均通过并行的导线同时连接到原机ECU和双燃料ECU。其二为双燃料ECU通过CAN总线从原机ECU读取。从而使得双燃料控制系统获得原机各个传感器信号。通过特制电磁铁模拟柴油机喷油器电磁铁特性，用于接管原机柴油喷射。在天然气控制系统中设置天燃气液位传感器采集剩余天然气量信号。 

由双燃料发动机电子控制单元(双燃料ECU)根据采集到的发动机的各个传感器信号以及电源电压信号，判定柴油发动机的工作状态及进行故障诊断，所述工作状态包括柴油发动机的待机、暖机、常温、高温、匀速、加速、减速、怠速及电池馈电。 

通过在天然气控制系统中设置双燃料转换开关(模式继电器)进行柴油/天然气双燃料模式与纯柴油模式的切换，可以获得两种状态分别为：纯柴油状态以及双燃料状态的工作模式。 

纯柴油状态，在该工作模式下，模式继电器处于常开位置，原机控制系统的柴油喷射控制单元与真实柴油喷嘴电磁阀相连，燃气开关阀关闭，燃气供应切断，双燃料控制单元仅处于监控状态，不进行任何喷射控制。此时发动机控制状态与原机状态相同。如图2所示。