[发明专利]用于CNG/汽油两用燃料发动机的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种CNG(压缩天然气)/汽油两用燃料发动机的控制系统。 

背景技术

随着世界排放法规日益加严，人们对汽车性能、节能等要求不断提高，所以发动机电子控制技术得到越来越广泛和深入的发展。汽油机的电控单元ECU的硬件技术，如微控制器、微处理器、传感器、执行器及专用集成电路已非常成熟；但是汽油机面临着日益加剧的能源危机和环境污染问题，所以世界各国都在发展新能源汽车。 

天然气是汽车的清洁燃料，天然气汽车排放污染大大低于汽油机汽车。目前，适用于CNG/汽油两用燃料发动机的电控单元ECU的相关技术还较少，尤其是针对现有曲轴信号和凸轮轴信号的控制逻辑不能很好地满足发动机工作的时序要求，无法实现点火、喷油等模块分组同步控制。 

发明内容

本发明为了解决现有技术无法实现点火、喷油等模块分组同步控制的技术问题，提供了一种用于CNG/汽油两用燃料发动机的控制系统。 

本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题：用于CNG/汽油两用燃料发动机的控制系统，包括曲轴位置转速传感器、凸轮轴位置传感器、排气氧传感器及电控单元ECU；曲轴位置转速传感器、凸轮轴位置传感器及排气氧传感器分别与电控单元ECU的输入端连接，电控单元ECU的输出端分别与发动机的点火器、喷油器、怠速步进电机连接。 

所述电控单元ECU包括曲轴位置转速传感器信号处理电路、凸轮轴位置传感器信号处理电路、串口驱动电路、模拟信号调理电路、A/D转换电路及喷油驱动电路；所述模拟信号调理电路、A/D转换电路、串口驱动电路依次连接，模拟信号调理电路与排气氧传感器连接；所述串口驱动电路分别与曲轴位置转速传感器信号处理电路、凸轮轴位置传感器信号处理电路、点火驱动电路及喷 油驱动电路连接。 

所述曲轴位置转速传感器信号处理电路包括脉冲整形电路和输入捕捉中断电路；所述曲轴位置转速传感器、脉冲整形电路、输入捕捉中断电路及串口驱动电路依次连接。 

所述凸轮轴位置传感器信号处理电路包括脉冲整形电路和输入捕捉中断电路；所述凸轮轴位置传感器、脉冲整形电路、输入捕捉中断电路及串口驱动电路依次连接。 

所述电控单元ECU还包括开关信号调整电路、点火驱动电路；所述开关信号调整电路、串口驱动电路、点火驱动电路依次连接，开关信号调整电路与发动机的点火开关连接，点火驱动电路与发动机的点火器连接。 

本发明对电控单元ECU硬件电路设计进行全面分析和设计，包括单片机的选型、输入级传感器信号处理电路的设计、输出级执行器功率驱动电路的设计、单片机系统电路设计等。通过采集、分析台架试验相关数据，结合汽油机工作原理等知识，制定软件控制策略。通过发动机速度和进气歧管绝对压力，对基本喷油脉宽MAP图查表插值，并根据其他工况参数进行修正控制及空燃比闭环反馈控制，实现了对运行工况燃油喷射的综合控制。 

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 

电控单元ECU结构简单、易于设计实现，基于曲轴信号和凸轮轴信号的控制逻辑能很好地满足发动机工作的时序要求，实现分组同步点火、喷油等模块的控制。喷油时间控制较为准确，精度达到0.01ms，误差小于5％；点火提前角最小分辨率为0.01°，误差小于5％。最大程度上优化发动机燃料使用和动力输出，提高了当前两用燃料汽车中发动机管理水平、提升发动机的动力性能，也能够最大限度的减轻尾气排放，充分利用我国的天然气资源。 

附图说明

图1为本发明的控制系统结构框图； 

图2为曲轴位置转速传感器信号处理电路； 

图3为发动机凸轮轴位置传感器处理电路； 

图4为主程序流程图； 

图5为基本喷油子程序流程图。 

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明实施方式不限于此。 

实施例 

本实施例以工况曲轴转速＝1000r/min，节气门位置50％，进气压力80kpa为例进行说明。