CN105298657A - 一种汽油-cng双燃料的空燃比控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，包括起动工况下空燃比自学习值的控制策略；采用燃油起动，起动后由燃油切换到燃气状态后的空燃比自学习控制策略；在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略；在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略。实现在不同的燃料模式下空燃比自学习的合理有效控制，确保了在各燃料模式下空燃比的精准性，避免了因燃料不同带来的空燃比自学习结果的差异引发的启动或抖动问题，实现了汽油-CNG模式变更情况下良好的启动性能以及稳定的燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及双燃料发动机技术领域，尤其是涉及一种汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统。
背景技术
目前汽油-CNG双燃料发动机控制单元(ECU)多采用基于外挂式的燃气控制模块进行燃气系统的控制，该模式不能实现对原机ECU控制做过多的修改，仅基于截取到的原机ECU燃油系统相关信号进行校正，以此来实现燃气系统的切换控制以及燃气喷射的控制。
这种外挂式的控制方式下，燃油ECU仍基于氧传感器信号进行空燃比自学习控制，而空燃比自学习的结果会在燃油模式下采用。基于当前燃气气源的不同导致燃气品质对空燃比带来一定的影响，从而引发在燃气模式下空燃比自学习结果的过度偏移，故此带来在燃油模式下使用同一自学习值时喷油脉宽的不合理，进而导致起动困难、无法起动或短时抖动问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其实现在不同的燃料模式下空燃比自学习的合理有效控制。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，包括起动工况下空燃比自学习值的控制策略；采用燃油起动，起动后由燃油切换到燃气状态后的空燃比自学习控制策略；在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略；在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略。
所述起动工况下空燃比自学习值的控制策略包括两种控制策略，分别为燃油起动模式控制策略和燃气起动模式控制策略。所述燃油起动模式控制策略：钥匙在KEY-ON状态，自检动作完成后，ECU未接受到强制燃气起动请求，默认燃油起动，空燃比自学习按照燃油模式需求持续进行。所述燃气起动模式控制策略：钥匙在KEY-ON状态，自检动作完成后，若此时ECU检测到燃气起动条件满足，则直接采用燃气起动，油泵不再参与工作，空燃比自学习值则按照燃气模式需求持续进行。
所述采用燃油起动，起动后由燃油切换到燃气状态后的空燃比自学习控制策略：发动机采用燃油模式起动运行，在ECU未检测到燃气系统相关故障，并在切换至CNG条件满足后，则由燃油模式自动切换到燃气模式，切换成功后，保存当前燃油空燃比自学习值结果，同时采用燃气模式进行空燃比自学习。
所述在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略：ECU通过高压压力传感器或低压压力传感器检测到相关压力信号与标定设定阀值做比对，若ECU辨识到传感器测量值低于设定阀值要求，则需退出CNG模式，进而转换至燃油状态运行，此时ECU需切换空燃比自学习值的使用模式，进入燃油模式下的空燃比自学习控制，同时对当前燃气模式的空燃比自学习结果进行存储。
所述在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略：发动机当前运行模式为燃气模式，在ECU接收到驾驶者主动意愿请求切换到燃油状态时，ECU控制切换空燃比自学习值的使用模式，对当前燃气模式下的自学习结果进行存储，同时切换至燃油模式下的空燃比自学习控制。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
基于汽油-CNG双燃料发动机电控系统单ECU系统，软件策略增加CNG模式下空燃比自学习架构，同时基于燃料切换的信号控制实施对应燃料下空燃比自学习值的切换，实现在不同的燃料模式下空燃比自学习的合理有效控制，确保了在各燃料模式下空燃比的精准性，避免了因燃料不同带来的空燃比自学习结果的差异引发的启动或抖动问题，实现了汽油-CNG模式变更情况下良好的启动性能以及稳定的燃烧。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明起动模式空燃比自学习控制流程图。
图2为本发明燃油起动后自动切换至CNG模式空燃比自学习控制流程图。
图3为本发明燃气低压退出CNG模式空燃比自学习控制流程图。
图4为本发明主观意愿退出CNG模式空燃比自学习控制流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
该汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，包括起动工况下空燃比自学习值的控制策略；采用燃油起动，起动后由燃油切换到燃气状态后的空燃比自学习控制策略；在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略；在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略。基于汽油-CNG双燃料发动机电控系统单ECU系统，软件策略增加CNG模式下空燃比自学习架构，同时基于燃料切换的信号控制实施对应燃料下空燃比自学习值的切换，确保了在各燃料模式下空燃比的精准性。
如图1所示的起动工作模式。燃油起动工作模式：钥匙KEY-ON状态，依据驾驶者的意愿请求，ECU判定当前起动模式为燃油起动，则在钥匙CRANK时油泵同步工作，且一直持续，空燃比自学习值采用燃油模式下的自学习结果。燃气起动模式：钥匙KEY-ON状态，依据驾驶者的意愿请求，ECU判定当前起动模式为燃气起动，则在钥匙CRANK时，控制模块驱动CNG电磁阀打开，油泵继电器被切断，油泵不再参与工作，空燃比自学习值采用燃气模式下自学习结果对燃气喷射脉宽进行修正。
如图2所示的燃油起动后自动切换至CNG模式空燃比自学习控制。采用燃油模式起动，此阶段空燃比自学习值基于燃油状态进行学习，对喷油脉宽进行修正。在ECU未检测到燃气系统相关故障，并在切换条件满足后，会由燃油模式自动切换到燃气模式，切换成功后，对燃油模式下的空燃比长期自学习结果予以存储记忆，ECU控制油泵继电器断开，油泵不再运转，仅依靠当前CNG供给模式维持发动机的正常运转，此时空燃比的修正因子采用燃气模式下自学习值对喷气脉宽进行调节，以避免采用燃油模式下的自学习值造成的空燃比偏差过大，从而引发的切换抖动或熄火问题。
如图3所示的在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略。ECU在检测到当前燃气系统中的高压压力过低或低压压力过低，低于各自设定的退出CNG模式的限值，则ECU判定为CNG已不能满足发动机的正常运行需求，需转换到燃油状态。此模式下的退出CNG模式的条件为：
条件之一，ECU判定当前燃气高压压力在t1(可标定的时间量)时间内的所有高压压力采集样本(1/T，T为采样时间，且t1/T>1)的平均值PhighM，与高压压力退出条件限值Phigh-exitCNG进行比较，若均值与设定限值的差值满足下式(1)条件，即：
0<PhighM-Phigh-exitCNG<1(1)
油泵继电器开始工作；而当均值与设定限值的差值满足下式(2)条件，即：
PhighM-Phigh-exitCNG<0(2)
上述(1)、(2)表达式所有量纲均为bar，退出CNG模式条件满足，发动机切换至汽油模式运行，此时空燃比自学习值恢复至燃油状态的修正因子对燃油喷射脉宽进行校正。
另一条件，为ECU判定当前燃气低压压力在t1(可标定的时间量)时间内的所有低压压力采集样本(1/T，T为采样时间，且t1/T>1)的平均值PlowM，与高压压力退出条件限值Plow-exitCNG进行比较，若均值与设定限值的差值满足下式(3)条件，即：
0<PlowM-Plow-exitCNG<0.1(3)
油泵继电器开始工作；而当均值与设定限值的差值满足下式(4)条件，即：
PlowM-Plow-exitCNG<0(4)
上述(3)、(4)表达式所有量纲均为bar，退出CNG模式条件满足，发动机切换至汽油模式运行，同时对燃气模式下空燃比长期自学习结果予以存储，空燃比自学习值恢复至上一次记忆的燃油状态的修正因子对燃油喷射脉宽进行校正。
如图4所示的在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略。驾驶者主动意愿退出CNG模式下空燃比自学习控制，发动机当前运行模式为燃气模式，在ECU接受到驾驶者请求，主动意愿切换到燃油状态时，对燃气模式下空燃比长期自学习结果予以存储，空燃比自学习值恢复至上一次记忆的燃油状态的修正因子对燃油喷射脉宽进行校正，以确保在后续切换到燃油状态时出现因自学习值异常导致的发动机短时抖动或熄火现象。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：包括起动工况下空燃比自学习值的控制策略；采用燃油起动，起动后由燃油切换到燃气状态后的空燃比自学习控制策略；在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略；在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略。
2.如权利要求1所述汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：所述起动工况下空燃比自学习值的控制策略包括两种控制策略，分别为燃油起动模式控制策略和燃气起动模式控制策略。
3.如权利要求1所述汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：所述采用燃油起动，起动后由燃油切换到燃气状态后的空燃比自学习控制策略：发动机采用燃油模式起动运行，在ECU未检测到燃气系统相关故障，并在切换至CNG条件满足后，则由燃油模式自动切换到燃气模式，切换成功后，保存当前燃油空燃比自学习值结果，同时采用燃气模式进行空燃比自学习。
4.如权利要求1所述汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：所述在燃气压力低于设定阀值的情况下，CNG压力不能满足发动机正常运转的需求，由CNG模式转换回汽油模式后的空燃比自学习控制策略：ECU通过高压压力传感器或低压压力传感器检测到相关压力信号与标定设定阀值做比对，若ECU辨识到传感器测量值低于设定阀值要求，则需退出CNG模式，进而转换至燃油状态运行，此时ECU需切换空燃比自学习值的使用模式，进入燃油模式下的空燃比自学习控制，同时对当前燃气模式的空燃比自学习结果进行存储。
5.如权利要求1所述汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：所述在人为主动意愿请求需要切断燃气模式，转换到燃油状态的空燃比自学习控制策略：发动机当前运行模式为燃气模式，在ECU接收到驾驶者主动意愿请求切换到燃油状态时，ECU控制切换空燃比自学习值的使用模式，对当前燃气模式下的自学习结果进行存储，同时切换至燃油模式下的空燃比自学习控制。
6.如权利要求2所述汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：所述燃油起动模式控制策略：钥匙在KEY-ON状态，自检动作完成后，ECU未接受到强制燃气起动请求，默认燃油起动，空燃比自学习按照燃油模式需求持续进行。
7.如权利要求2所述汽油-CNG双燃料的空燃比控制系统，其特征在于：所述燃气起动模式控制策略：钥匙在KEY-ON状态，自检动作完成后，若此时ECU检测到燃气起动条件满足，则直接采用燃气起动，油泵不再参与工作，空燃比自学习值则按照燃气模式需求持续进行。
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