CN102661205B - 汽车柴油、汽油双燃料发动机控制系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油、汽油双燃料发动机控制系统及其控制方法。包括发动机控制单元、信号采集单元、柴油高压供油泵、汽油供油泵，所述的发动机控制单元从信号采集单元采集信号，发出控制信号给柴油高压供油泵、汽油供油泵，同时将控制信号发给汽油和柴油电控喷油器，其控制方法为通过多点压燃喷射的柴油来实现多点点燃气缸中的汽油。本发明通过压燃柴油来多点点燃汽油，既能够提高汽油有效热效率，又能够降低污染物的排放。本发明适用于任何利用柴油点燃汽油的车辆。

Description

汽车柴油、汽油双燃料发动机控制系统的控制方法

技术领域

本发明属于汽车领域，涉及一种汽车发动机的控制系统，具体地说是一种柴油、汽油双燃料发动机控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，随着私家车越来越多的走入人们的生活，石油能源的消耗日益严峻，因此如何最大程度提升燃油热效率，提高燃油经济性，以减缓能源地过度消耗，延长全球的石油能源使用年限成为了现在各国最关注的问题。同时随着汽车的增多，汽车排放的尾气也成为环境中主要污染物的来源，给环境带来了沉重的负担，如何治理汽车尾气对环境带来的恶劣影响也成为了世界各国首要的问题。

为了解决上述问题，双燃料发动机随之诞生，利用乙醇、天然气或者甲醇等与汽油同时使用来提高燃油的燃烧率，但是由于汽油发动机为了避免爆震，因此压缩比不能设置的太高，相对应的汽油的燃烧率还是很低，同时利用天然气与汽油的双燃料发动机时还需要设置体积大的气罐、减压阀、压力表等装置，而且目前国内市场上天然气的加气站很少，不利于其改造后的能源填充。柴油发动机采用压燃式内压机，压缩比可以在可控范围内设计地较高，其热效率也很高，但柴油机尾气诸如聚甲基丙烯酸甲酯、氮的排放相对较高，为环境带来了沉重的负担。因此可以考虑将柴油与汽油混合使用，既能够提高燃油率，又不增加污染物质的排放。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种既能够提高燃油的利用率，又能够减少污染物排放的柴油、汽油双燃料发动机控制系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明的柴油、汽油双燃料发动机控制系统，包括发动机控制单元、汽油供油泵、用于控制汽油喷射时间与喷射量的汽油电控喷油器、柴油高压供油泵、用于控制柴油喷射时间与喷射量的柴油电控喷油器和用于点燃柴油的高压驱动模块，所述发动机控制单元输出控制信号给汽油供油泵、柴油高压供油泵、汽油电控喷油器、柴油电控喷油器和高压驱动模块，所述汽油供油泵通过汽油共轨管连接汽油电控喷油器，所述的柴油高压供油泵通过柴油共轨管连接多个柴油电控喷油器，所述高压驱动模块驱动连接多个柴油电控喷油器。

作为对本发明控制的限定，所述的汽油共轨管上设置有汽油轨压、油温传感器，所述的汽油轨压、油温传感器的输出信号连接发动机控制单元；所述的柴油共轨管上设置有柴油轨压、油温传感器，所述的柴油轨压、油温传感器的输出信号连接发动机控制单元。

作为对本发明的另一种限定，还包括信号采集单元，所述信号采集单元输出信号给发动机控制单元。

作为对上述方式的进一步限定，所述信号采集单元包括设置在气缸缸体外的防爆震传感器，曲轴转速、转角传感器，配气凸轮转速、转角信号传感器，机油温度传感器，冷却水温度传感器，进气温度传感器，进气压力传感器，排气温度传感器，排气压力传感器，节气门位置传感器以及油门位置传感器。作为对本发明的另一种限定，还包括信号采集单元，所述信号采集单元输出信号给发动机控制单元。

作为对发明的另一种限定，所述的高压驱动模块集成于发动机控制单元内，进而使发动机控制单元为一个高集成度的ECU控制单元。

作为对本发明的再另一种限定，所述高压驱动模块集成于发动机控制单元内；所述发动机控制单元包括发动机汽油控制单元和发动机柴油控制单元，所述发动机汽油控制单元控制连接汽油供油泵与汽油电控喷射器，发动机柴油控制单元控制连接柴油供油泵与柴油电控喷射器，所述发动机汽油控制单元与发动机柴油控制单元之间相互通信。

作为对上述方式的进一步限定，所述所述发动机汽油控制单元和发动机柴油控制单元分别为高集成度的ECU控制单元。

此外，本发明同时提供了一种柴油、汽油双燃料发动机控制系统的控制方法，该方法包括：

1)控制喷射汽油：发动机控制单元发出控制信号只控制汽油供油泵和汽油电控喷油器工作，将汽油均匀喷射到气缸中；

2)控制喷射柴油，同时压燃柴油：发动机控制单元停止对汽油供油泵和汽油电控喷油器发出控制信号，同时发动机控制单元发出控制信号给柴油高压供油泵和多个柴油电控喷油器，使各柴油电控喷油器将柴油喷射到已有汽油的气缸中的同时，控制高压驱动模块对各柴油电控喷油器喷射的柴油压燃；

3)点燃汽油：利用多点压燃的柴油多点点燃气缸中的汽油；

4)回到步骤1)，循环进行上述三个步骤。

作为对本发明方法的限定：在步骤1)中所述发动机控制单元还接收信号采集单元的信号，通过检测到的信号调节汽油电控喷射器的喷油提前角和喷射脉宽。

作为对本发明方法的另一步限定：在步骤2)中所述发动机控制单元还接收信号采集单元的信号，通过检测到的信号调节柴油电控喷射器的喷油提前角和喷射脉宽。由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

(1)控制单元通过控制柴油高压供油泵与柴油电控喷油器喷射高压柴油，同时利用内置的高压驱动模块多点压燃喷射的柴油，进而多点点燃气缸中的汽油，既能提高汽油的燃油率，又降低排放到空气中的污染物质；

(2)柴油共轨管与汽油共轨管上分别设置有燃油压力、温度传感器，其压力、温度信号传送给发动机控制单元，为发动机控制单元提供实时、准确、直接的燃油参数信号，为发动机控制单元的控制工作提供判断依据；

(3)信号采集单元中包括设置在各个气缸缸体外壁上的防爆震传感器以及车辆其他信号传感器，发动机控制单元可以根据防爆震传感器以及其他的各个传感器提供的信号参数控制各个气缸的汽油、柴油喷油量、喷油压力、喷油提前角等参数，抑制、预防爆震的非正常燃烧，使各个缸体燃烧保持一致，保证发动机平顺稳定的运行，提高整车的乘坐舒适性；

(4)对柴油电控喷油器、汽油电控喷油器的控制采用同一高度集成的ECU控制单元或者由两个相互通信的高度集成的ECU控制单元，保证了汽油、柴油电控喷油器使用的各个传感器信号的一致性，为电控喷油器的工作提供给了统一的传感器数据源。

综上可见，本发明既能够满足提高燃油的燃烧率，又能够满足降低污染物质的排放。

附图说明

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例的原理框图；

图2是本发明实施例控制方法的原理框图。

图中：1、防爆震传感器；2、柴油电控喷油器；3、柴油共轨管；4、柴油高压供油泵；5、柴油轨压、油温传感器；6、汽油电控喷油器；7、汽油共轨管；8、汽油轨压、油温传感器；9、汽油供油泵；10、发电机控制单元；11、曲轴转速、转角传感器；12、配气凸轮转速、转角传感器；13、机油温度传感器；14、冷却水温度传感器；15、进气温度传感器；16、进气压力传感器；17、排气温度传感器；18、排气压力传感器；19、节气门位置传感器；20、油门位置传感器；21、高压驱动模块。

具体实施方式

图1所示的为本发明实施例的原理框图，包括高集成的ECU控制单元10，所述ECU控制单元10控制信号连接汽油供油泵9以及汽油电控喷油器6。其中，所述汽油供油泵9通过汽油共轨管7连接汽油电控喷油器6，具体为：汽油供油泵9直接连接汽油共轨管7的入口，汽油共轨管7上设置有多个出口，每个出口均连接有一个汽油电控喷油器6，所述汽油电控喷油器6设置在发动机进气歧管或气缸内。另外在所述汽油共轨管7上设置有汽油轨压、油温传感器8，将采集到的汽油轨压、油温信号也传送给ECU控制单元10，ECU控制单元10就可以控制汽油供油泵9供给汽油，同时ECU控制单元10发出控制信号给汽油电控喷油器6将汽油均匀喷射到气缸中。

然后ECU控制单元10停止发出控制信号给汽油供油泵9以及汽油电控喷油器6，而发出控制信号给同样与自身连接的柴油高压供油泵4和多个柴油电控喷油器2，其中，所述柴油高压供油泵4通过对应的柴油共轨管3连接多个柴油电控喷油器2，具体为：所述柴油高压供油泵4连接柴油共轨管3的入口，柴油共轨管3上设置有多个出口，每一个出口均连接有一个柴油电控喷油器2，所述柴油电控喷油器2设置在发动机的气缸内。在ECU控制单元10控制柴油喷射的同时，内置的高压驱动模块21会发出高压信号控制所有的柴油电控喷油泵2内的高速等压电磁阀动作，多点点燃喷射的柴油。另外，所述柴油共轨管3上同样设置有柴油轨压、油温传感器5，将采集到的柴油轨压、油温信号传送给ECU控制单元10。

所述ECU控制单元10还从曲轴转速、转角传感器11，配气凸轮转速、转角信号传感器12，机油温度传感器13，冷却水温度传感器14，进气温度传感器15，进气压力传感器16，排气温度传感器17，排气压力传感器18，节气门位置传感器19以及油门位置传感器20以及设置在各个气缸外的防爆震传感器1采集车辆的各种信息，通过采集到的信息ECU控制单元10可以精确控制柴油、汽油电控喷油器的工作时间、喷油提前角、喷油脉宽等，同时控制汽油供油泵9与柴油高压供油泵4来调整柴油共轨管3与汽油共轨管7内的油压，保证发动机在不同工况运转过程中得到有效的供油压力和喷油量。

此外，本实施例给出的是发动机柴油控制单元与发动机汽油控制单元共同使用一个高集成的ECU控制单元10，也可以发动机柴油控制单元与发动机汽油控制单元分别设置一个ECU控制单元，然后令两个ECU控制单元之间相互通信即可得到同样的车辆信息，就保证喷射的汽油、柴油的各项参数准确无误。

图2所示的为本实施例控制方法的原理框图：包括

1)控制喷射汽油：发动机控制单元通过汽油轨压、油温传感器8以及其他传感器采集到此时车辆的各种信号，根据车辆的状况发出控制信号只控制汽油供油泵和汽油电控喷油器工作，将汽油均匀喷射到气缸中；

2)控制喷射柴油，同时点燃柴油：发动机控制单元停止对汽油供油泵和汽油电控喷油器发出控制信号，同时发动机控制单元结合柴油轨压、油温传感器以及其他传感器采集到此时车辆的各种信号后，只发出控制信号给柴油高压供油泵和多个柴油电控喷油器，令柴油多点喷射到已有汽油的气缸中，控制高压驱动模块多点点燃多点喷射的柴油；

3)利用多点压燃的柴油多点点燃气缸中的汽油；

4)回到步骤1)，循环进行上述三个步骤。

本实施例通过多点压燃喷射的高压柴油，进而通过柴油多点点燃气缸中的汽油，令汽油的有效热效率达到了40％左右，而现有的火花塞汽油机的有效热效率只有30％左右，直喷式汽油机的有效热效率也只有35％左右，因此本发明充分提高了汽油的有效热效率。同时由于喷射的高压柴油整体燃油量体积比的5％-10％，因此相比单一的柴油机能够有效减少有害物质的排放。因此本发明能够实现提高有效热效率，同时减少有害物质排放的双重效果。

Claims (3)

1.一种柴油、汽油双燃料发动机控制系统的控制方法，其特征在于：包括

1)控制喷射汽油：发动机控制单元(10)发出控制信号只控制汽油供油泵(9)和汽油电控喷油器(6)工作，将汽油均匀喷射到气缸中；

2)控制喷射柴油，同时压燃柴油：发动机控制单元(10)停止对汽油供油泵(9)和汽油电控喷油器(6)发出控制信号，同时发动机控制单元(10)发出控制信号给柴油高压供油泵(4)和多个柴油电控喷油器(2)，使各柴油电控喷油器(2)将柴油喷射到已有汽油的气缸中的同时，控制高压驱动模块(21)对各柴油电控喷油器(2)喷射的柴油压燃；

3)点燃汽油：利用多点压燃的柴油多点点燃气缸中的汽油；

4)回到步骤1)，循环进行上述三个步骤。

2.如权利要求1所述的柴油、汽油双燃料发动机控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤1)中所述发动机控制单元(10)还接收信号采集单元的信号，通过检测到的信号调节汽油电控喷油器(6)的喷油提前角和喷射脉宽。

3.如权利要求1或2所述的柴油、汽油双燃料发动机控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤2)中所述发动机控制单元(10)还接收信号采集单元的信号，通过检测到的信号调节柴油电控喷油器(2)的喷油提前角和喷射脉宽。