一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统的制作方法

一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车控制技术领域，涉及一种双燃料发动机的汽车控制系统及供给系统，特别是涉及一种机燃油/燃气双燃料发动机汽车控制系统及供给系统。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的发展，汽车己成为人们生活中一种不可缺少的交通运输工具。由于石油资源的短缺以及过高的油价，传统的以汽油或柴油为燃料的汽车已经不能满足日后的发展需要，燃油和燃气(CNG、LPG、焦炉气等)双燃料汽车以排放性能优越、使用成本低、经济效果好的特点越来越多的得到了人们的重视和欢迎。燃油/燃气双燃料发动机的性能在很大程度上决定于对燃气喷射量、点火能量和点火提前角的精确控制。由于燃油和燃气两种燃料理化性质上的巨大差异，在进行油气切换时，会引起如下问题:
[0003]1、进气量(进油量)的控制:由于燃气本身占有一定体积，在从燃油切换到燃气时，会有动力不足的现象；从燃气切换到燃油时，则又会出现突然冒黑烟，动力性差，敲缸等现象。
[0004]2、“湿壁”效应:当发动机由燃油向燃气切换时，由于“湿壁”效应，进气管壁上会有一层油膜，停止供油转而喷气后，此油膜会随空气蒸发并进入气缸内燃烧，增加燃气量。相反，当发动机由燃气向燃油切换时，会在进气管壁上形成一层油膜，而随空气进入缸内的燃油会相对减少。
[0005]3、空燃比的控制:燃油/燃气双燃料发动机模式转换时发动机空燃比难以控制。
[0006]因此对其电控系统智能技术研宄是发动机电控技术的重要发展方向。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，在进行燃油和燃气切换时，能精确控制燃油(燃气)的喷射量和喷射时刻，使得发动机工作平稳。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，包括原车ECU和燃气ECU，所述原车ECU与燃气ECU之间相互通讯连接，所述燃气ECU包括原车喷油信号采集装置、油气切换开关、点火信号采集装置、信号接收装置、控制器、输出装置和用于采集汽车发动机工作状态数据的传感器；所述原车喷油信号采集装置、点火信号采集装置、油气切换开关、传感器分别与信号接收装置连接；所述信号接收装置与控制器连接；所述输出装置与控制器连接；所述原车喷油信号从原车ECU中获得，所述点火信号从点火线圈的负极引出，提取点火提前角信号。
[0010]优选的，所述原车喷油信号采集装置包括喷油脉宽信号采集器、喷油时刻信号采集器。原车喷油信号从原车ECU的输出中获得，从该信号中可以喷油时刻信号和喷油脉宽的信号。
[0011]优选的，所述传感器包括燃气系统传感器、发动机工况传感器和温度传感器。
[0012]优选的，所述燃气系统传感器包括:燃气压力传感器，用于采集储气瓶中燃气的压力数据，燃气压力不够的时候仪表盘上指示灯会亮起；以及进气压力传感器，用于采集进气管道中的燃气的压力数据。
[0013]优选的，所述发动机工况传感器包括:节气门位置传感器，用于采集节气门的开度和关闭状况的数据，用以控制喷油量/喷气量、点火时刻和自动变速器换档；曲轴位置传感器，用于采集发动机曲轴转角和活塞上止点的数据，用以控制点火时刻(点火提前角)和喷油正时，同时也是测量发动机转速的信号源；空气流量传感器，用于采集进入发动机气缸空气量大小的数据从而获得气缸内燃气的浓度，以此作为计算和控制喷油量/喷气量的主要依据；以及氧传感器，用于采集尾气中的含氧浓度数据从而判定发动机的燃烧状况和催化器的工作效率。
[0014]优选的，所述温度传感器包括:用于采集发动机的冷却液温度数据的第一温度传感器；用于采集喷气嘴的进气温度数据的第二温度传感器；以及用于采集变速器内部油温数据的第三温度传感器。
[0015]优选的，所述输出装置包括电磁阀控制装置、减压阀控制装置、点火控制装置、喷气嘴控制装置和喷油嘴控制装置，所述电磁阀控制装置、减压阀控制装置、点火控制装置、喷气嘴控制装置和喷油嘴控制装置的驱动电路分别与所述控制器连接。
[0016]本实用新型的有益效果:与现有技术相比，本实用新型是在现有汽车的基础上加装一套燃气ECU系统，两者形成既相互协调控制又相互独立的汽车燃料供给系统。在进行燃油和燃气切换时，能精确控制燃油(燃气)的喷射量和喷射时刻、以及空燃比的最优控制，使得发动机工作平稳流畅。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型双燃料发动机的燃料供给系统示意图；
[0018]图2是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍:
[0020]一种用于汽车的双燃料发动机的控制系统，适用于燃油/燃气型的双燃料发动机，该类型发动机的燃料供给系统包括:燃气供给系统、燃气ECU、原车的燃油供给系统以及原车ECU。燃气ECU与原车ECU通讯连接，两者形成既相互协调控制又相互独立的汽车燃料控制系统。原车的供油系统包括油箱、油泵以及喷油嘴，所述油箱、油泵以及喷油嘴通过管路连接，原车供油系统由原车ECU控制。所述燃气供给系统包括储气瓶、电磁阀、减压阀、滤清器和喷气嘴，所述储气瓶、电磁阀、减压阀、滤清器和喷气嘴依次通过管路连接，电磁阀和减压阀通过燃气ECU进行控制。
[0021]一种用于汽车的双燃料发动机的控制系统，包括原车ECU和燃气ECU，所述原车ECU与燃气ECU之间通讯连接。所述燃气ECU包括原车喷油信号采集装置、油气切换开关、点火信号采集装置、信号接收装置、控制器、输出装置和用于采集汽车发动机工作状态数据的传感器；所述原车喷油信号采集装置、点火信号采集装置、油气切换开关、传感器分别与信号接收装置连接；所述信号接收装置与控制器连接；所述输出装置与控制 器连接。
[0022]所述控制器的芯片选择为飞思卡尔MC9S12XEP100芯片，该芯片是Motorola公司一款16位微处理器，片内集成IMB的闪存存储器(Flash)，4KB的EEPR0M，64KB的RAM，I/O的控制和扩展能力、抗干扰能力和适应能力比较强，同时集成了许多针对汽车电子功能的标准模块，如8路串行通信接口(SCI)，3路串行设备接口(SPI)，8路16位增强型捕捉定时器(ECT)，2路8位中断定时器(PIT)，2个独立16路10位模数转换器(ADC)，8通道8位脉宽调制器(PWM)，5路总线通信(CAN)等。
[0023]所述点火信号从点火线圈的负极引出，提取点火提前角信号。所述原车喷油信号采集装置包括喷油脉宽信号采集器、喷油时刻信号采集器。原车喷油信号从原车ECU的输出中获得，从该信号中可以喷油时刻信号和喷油脉宽的信号。
[0024]所述传感器包括燃气系统传感器、发动机工况传感器和温度传感器。
[0025]燃气系统传感器包括:燃气压力传感器和进气压力传感器。燃气压力传感器安装在存储燃气的储气瓶上，用于采集储气瓶中燃气的压力数据，在压力不够的情况下发出报警信号，同时仪表盘上的指示灯亮起；进气压力传感器，用于采集进气管道中的燃气的压力数据，转化为电信号经过控制器处理之后控制电动喷油(喷气)时间的长短。
[0026]工况传感器包括:节气门位置传感器、曲轴位置传感器，空气流量传感器以及氧传感器。节气门位置传感器用于采集节气门的开度和关闭状况的数据，用以控制喷油量/喷气量、点火时刻和自动变速器换档；曲轴位置传感器用于采集发动机曲轴转角和活塞上止点的数据，用以控制点火时刻(点火提前角)和喷油正时，同时也是测量发动机转速的信号源；空气流量传感器，用于采集进入发动机气缸空气量大小的数据从而获得气缸内燃气的浓度，以此作为计算和控制喷油量/喷气量的主要依据；氧传感器安装于汽车排气管上，用于采集尾气中的含氧浓度数据从而判定发动机的燃烧状况和催化器的工作效率。
[0027]温度传感器包括:用于采集发动机的冷却液温度数据的第一温度传感器；用于采集喷气嘴的进气温度数据的第二温度传感器；以及用于采集变速器内部油温数据的第三温度传感器。
[0028]所述输出装置包括电磁阀控制装置、减压阀控制装置、点火控制装置、喷气嘴控制装置和喷油嘴控制装置，用于控制喷气嘴/喷油嘴的喷气/喷油时刻、喷气/喷油脉宽、喷气/喷油周期以及点火时刻，保证发动机在燃油和燃气切换时工作平稳。
【主权项】
1.一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，包括原车ECU和燃气ECU，所述原车E⑶与燃气E⑶之间相互通讯连接，其特征在于: 所述燃气ECU包括原车喷油信号采集装置、油气切换开关、点火信号采集装置、信号接收装置、控制器、输出装置和用于采集汽车发动机工作状态数据的传感器； 所述原车喷油信号采集装置、点火信号采集装置、油气切换开关、传感器分别与信号接收装置连接； 所述信号接收装置与控制器连接； 所述输出装置与控制器连接； 所述原车喷油信号从原车ECU中获得。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，其特征在于:所述原车喷油信号采集装置包括喷油脉宽信号采集器、喷油时刻信号采集器。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，其特征在于:所述传感器包括燃气系统传感器、发动机工况传感器和温度传感器。
4.根据权利要求3所述的一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，其特征在于:所述燃气系统传感器包括: 燃气压力传感器，用于采集储气瓶中燃气的压力数据；以及 进气压力传感器，用于采集进气管道中的燃气的压力数据。
5.根据权利要求3所述的一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，其特征在于:所述发动机工况传感器包括: 节气门位置传感器，用于采集节气门的开度和关闭状况的数据； 曲轴位置传感器，用于采集发动机曲轴转角和活塞上止点的数据； 空气流量传感器，用于采集进入发动机气缸空气量大小的数据从而获得气缸内燃气的浓度；以及 氧传感器，用于采集尾气中的含氧浓度数据从而判定发动机的燃烧状况和催化器的工作效率。
6.根据权利要求3所述的一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，其特征在于:所述温度传感器包括: 用于采集发动机的冷却液温度数据的第一温度传感器； 用于采集喷气嘴的进气温度数据的第二温度传感器；以及 用于采集变速器内部油温数据的第三温度传感器。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，其特征在于:所述输出装置包括电磁阀控制装置、减压阀控制装置、点火控制装置、喷气嘴控制装置和喷油嘴控制装置，所述电磁阀控制装置、减压阀控制装置、点火控制装置、喷气嘴控制装置和喷油嘴控制装置的驱动电路分别与所述控制器连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于汽车的双燃料发动机的燃料控制系统，包括原车ECU和燃气ECU，所述原车ECU与燃气ECU之间相互通讯连接，所述燃气ECU包括原车喷油信号采集装置、油气切换开关、点火信号采集装置、信号接收装置、控制器、输出装置和用于采集汽车工作状态的传感器；所述原车喷油信号采集装置、点火信号采集装置、油气切换开关、传感器分别与信号接收装置连接；所述信号接收装置与控制器连接；所述输出装置与控制器连接；所述原车喷油信号从原车ECU中获得。本实用新型使燃油/燃气双燃料发动机模式切换流畅，有效提高了对进气量/进油量的控制，有利于空燃比相对最优选择。
【IPC分类】F02D19-08
【公开号】CN204610047
【申请号】CN201520321036
【发明人】贾亮, 李惠林, 范星光, 曹博, 范芳
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日