[发明专利]甲醇-柴油双燃料发动机控制系统和方法

权利要求书

1.一种甲醇-柴油双燃料发动机控制系统，其特征在于：该系统包括曲轴传感器、凸轮轴传感器、油门位置传感器、冷却液温度传感器、控制器、柴油喷油器以及甲醇喷射器，所述控制器包括单片机控制单元以及与单片机控制单元相连的信号采集处理电路、柴油喷油器驱动电路和甲醇喷射器控制电路，曲轴传感器、凸轮轴传感器、油门位置传感器以及冷却液温度传感器分别与信号采集处理电路相连，柴油喷油器与柴油喷油器驱动电路相连，甲醇喷射器与甲醇喷射器控制电路相连；

所述单片机控制单元包括用于进行发动机工况判断的模块、用于在对应工况下进行发动机双燃料模式运行和纯柴油模式运行切换控制的模块、用于双燃料模式运行下计算甲醇掺烧比的模块以及用于在双燃料模式运行时进行部分气缸停止甲醇喷射的停缸控制模块；所述停缸控制模块包括输出转矩富裕量计算模块、停缸数计算模块以及停缸优先级计算模块，输出转矩富裕量计算模块计算当前工作循环输出转矩在扣除满足负荷需求部分后的剩余部分，停缸数计算模块根据单个气缸停止甲醇喷射导致的输出转矩减少的部分以及所述剩余部分计算下一个工作循环可以停止甲醇喷射的气缸数目，停缸优先级计算模块则根据当前工作循环各个气缸对应的曲轴信号脉宽对对应气缸在下一个工作循环的停止甲醇喷射优先级进行排序，脉宽越小则优先级越高。

2.根据权利要求1所述一种甲醇-柴油双燃料发动机控制系统，其特征在于：所述发动机的至少两个气缸均设置有甲醇喷射器。

3.根据权利要求1所述一种甲醇-柴油双燃料发动机控制系统，其特征在于：所述控制器还包括与单片机控制单元相连的电源管理模块、通信模块、发动机加速度监测模块和故障自诊断模块；所述控制器的功能由一个ECU实现。

4.根据权利要求1所述一种甲醇-柴油双燃料发动机控制系统，其特征在于：所述当前工作循环各个气缸对应的曲轴信号脉宽中，前P-1个顺序工作的气缸的对应曲轴信号脉宽为根据实测信号提取得到，而第P个气缸的对应曲轴信号脉宽根据前P-1个顺序工作的气缸的对应曲轴信号脉宽，利用Elman神经网络预测得到，P表示发动机工作气缸数目。

5.根据权利要求1所述一种甲醇-柴油双燃料发动机控制系统，其特征在于：当输出转矩富裕量计算模块的计算结果为当前工作循环输出转矩无法满足负荷需求时，则ECU根据用于双燃料模式运行下计算甲醇掺烧比的模块确定的甲醇掺烧比，在下一个工作循环使所有气缸均工作在双燃料模式。

6.一种甲醇-柴油双燃料发动机控制方法，其特征在于：包括以下步骤：ECU实时采集曲轴传感器、凸轮轴传感器、油门位置传感器以及冷却液温度传感器信号；ECU根据转速判断发动机运行工况；在起动和怠速工况下，ECU控制发动机采用纯柴油模式运行，在其他运行工况下，ECU根据转速、冷却液温度与油门开度控制发动机在双燃料模式运行和纯柴油模式运行间进行切换；采用双燃料模式运行时ECU以保证在工作循环内各气缸工作的均匀性以及满足负荷需求为原则，对部分气缸停止甲醇喷射；

所述对部分气缸停止甲醇喷射具体包括以下步骤：根据当前转速与油门开度，计算当前工作循环输出转矩在扣除满足负荷需求部分后的剩余部分；根据单个气缸停止甲醇喷射导致的输出转矩减少的部分以及所述剩余部分计算下一个工作循环可以停止甲醇喷射的气缸数目；根据当前工作循环各个气缸对应的曲轴信号脉宽对对应气缸在下一个工作循环的停止甲醇喷射优先级进行排序，脉宽越小则优先级越高；根据所述优先级的排序以及停止甲醇喷射的气缸数目，确定停止甲醇喷射气缸编号。

7.根据权利要求6所述一种甲醇-柴油双燃料发动机控制方法，其特征在于：所述其他运行工况包括正常工况、限速工况以及超速工况。

8.根据权利要求6所述一种甲醇-柴油双燃料发动机控制方法，其特征在于：当前工作循环输出转矩在满足负荷需求下仍存在富裕量时，则ECU控制发动机以停止向一个气缸喷射甲醇运行1～3个工作循环，然后计算得到单个气缸停止甲醇喷射导致的输出转矩减少的部分；当前工作循环输出转矩无法满足负荷需求时，则ECU根据油门开度及转速，查询甲醇喷射MAP确定甲醇喷射量，使发动机所有气缸均喷入甲醇。