[发明专利]一种天然气和汽油双燃料发动机喷射脉宽控制方法

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燃油/燃气喷射脉宽控制方法。

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。

现有的天然气/汽油双燃料发动机控制系统如图1所示，在双燃料发动机控制系统的单ECU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，提出一种天然气和汽油双燃料发动机燃油/燃气喷射脉宽控制方法，在原燃油控制逻辑的基础上增设喷射脉宽校正逻辑，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。

本发明提出的天然气和汽油双燃料发动机喷射脉宽控制方法是基于双燃料发动机控制系统，所述双燃料发动机是在原汽油机控制系统的基础上，增加天然气供给系统、天然气的控制逻辑、喷气嘴及其驱动电路。

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喷射脉宽控制方法，所述方法是基于原汽油机控制系统，在其原燃油控制逻辑的基础上增设喷射脉宽校正逻辑，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；所述方法包括以下步骤：

（1）所述原汽油机控制系统主控芯片采集传感器信号，判断发动机是否切换到燃气状态；

（2）如果发动机处于燃油状态，则通过选择开关选通喷油嘴与原汽油机控制系统的大功率驱动电路和功率驱动器相连，所述原汽油机控制系统根据原有控制系统逻辑计算输出燃油喷射脉宽信号；

（3）如果发动机处于燃气状态，则通过选择开关选通喷气嘴与原汽油机控制系统的大功率驱动电路和功率驱动器相连，输出天然气喷射脉宽，所述天然气喷射脉宽根据以下公式计算：

tg = [k(tp;rpm)+k1(Tr)+k2(Tg)+k3(Pg)]×tp

其中，tg是天然气喷射脉宽，k(tp;rpm)是天然气喷射脉宽转换系数，k1(Tr)是减压器温度补偿系数，k2(Tg)天然气温度补偿系数，k3(Pg)天然气压力补偿系数；

所述传感器信号至少包括天然气请求开关信号、天然气储气瓶压力信号、发动机转速信号和发动机温度信号；当所述主控芯片采集到天然气请求开关信号，并且所述天然气储气瓶压力不低于设定值，并且发动机转速达到或超过设定转速，并且发动机温度大于设定温度，则判断发动机切换燃气状态。

在发动机处于燃气状态下，所述控制根据汽油喷射脉宽tp和转速rpm查询程序存储器中存储的参数值得到天然气脉宽转换系数k(tp;rpm)，根据减压器温度信号Tr查询得到减压器温度补偿系数k1(Tr)，根据天然气温度Tg查询得到天然气温度补偿系数k2(Tg)，根据天然气气轨压力Pg与进气压力MAP之差查询得到天然气压力补偿系数k3(Pg)。在不同转速、负荷下进行发动机台架标定试验，过量空气系数等于1时标定获得一系列参数值，存储于主芯片的程序存储器中，用于控制逻辑查询。

根据本发明控制方法，双燃料发动机控制系统框图如图2所示，天然气/汽油双燃料发动机单ECU中天然气喷射脉宽是通过修正相同转速、负荷工况下汽油喷射脉宽得到。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。