專利名稱：汽車柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，具體地說是一種柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著私家車越來越多的走入人們的生活，石油能源的消耗日益嚴(yán)峻，因此如何最大程度提升燃油熱效率，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，以減緩能源地過度消耗，延長全球的石油能源使用年限成為了現(xiàn)在各國最關(guān)注的問題。同時(shí)隨著汽車的增多，汽車排放的尾氣也成為環(huán)境中主要污染物的來源，給環(huán)境帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，如何治理汽車尾氣對(duì)環(huán)境帶來的惡劣影響也成為了世界各國首要的問題。為了解決上述問題，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)隨之誕生，利用乙醇、天然氣或者甲醇等與汽油 同時(shí)使用來提高燃油的燃燒率，但是由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為了避免爆震，因此壓縮比不能設(shè)置的太高，相對(duì)應(yīng)的汽油的燃燒率還是很低，同時(shí)利用天然氣與汽油的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)還需要設(shè)置體積大的氣罐、減壓閥、壓力表等裝置，而且目前國內(nèi)市場(chǎng)上天然氣的加氣站很少，不利于其改造后的能源填充。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用壓燃式內(nèi)壓機(jī)，壓縮比可以在可控范圍內(nèi)設(shè)計(jì)地較高，其熱效率也很高，但柴油機(jī)尾氣諸如聚甲基丙烯酸甲酯、氮的排放相對(duì)較高，為環(huán)境帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。因此可以考慮將柴油與汽油混合使用，既能夠提高燃油率，又不增加污染物質(zhì)的排放。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種既能夠提高燃油的利用率，又能夠減少污染物排放的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及其控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、汽油供油泵、用于控制汽油噴射時(shí)間與噴射量的汽油電控噴油器、柴油高壓供油泵、用于控制柴油噴射時(shí)間與噴射量的柴油電控噴油器和用于點(diǎn)燃柴油的高壓驅(qū)動(dòng)模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元輸出控制信號(hào)給汽油供油泵、柴油高壓供油泵、汽油電控噴油器、柴油電控噴油器和高壓驅(qū)動(dòng)模塊，所述汽油供油泵通過汽油共軌管連接汽油電控噴油器，所述的柴油高壓供油泵通過柴油共軌管連接多個(gè)柴油電控噴油器，所述高壓驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)連接多個(gè)柴油電控噴油器。作為對(duì)本發(fā)明控制的限定，所述的汽油共軌管上設(shè)置有汽油軌壓、油溫傳感器，所述的汽油軌壓、油溫傳感器的輸出信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元；所述的柴油共軌管上設(shè)置有柴油軌壓、油溫傳感器，所述的柴油軌壓、油溫傳感器的輸出信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。作為對(duì)本發(fā)明的另一種限定，還包括信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元輸出信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。作為對(duì)上述方式的進(jìn)一步限定，所述信號(hào)采集單元包括設(shè)置在氣缸缸體外的防爆震傳感器，曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角傳感器，配氣凸輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器，機(jī)油溫度傳感器，冷卻水溫度傳感器，進(jìn)氣溫度傳感器，進(jìn)氣壓力傳感器，排氣溫度傳感器，排氣壓力傳感器，節(jié)氣門位置傳感器以及油門位置傳感器。作為對(duì)本發(fā)明的另一種限定，還包括信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元輸出信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。作為對(duì)發(fā)明的另一種限定，所述的高壓驅(qū)動(dòng)模塊集成于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元為一個(gè)高集成度的ECU控制單元。作為對(duì)本發(fā)明的再另一種限定，所述高壓驅(qū)動(dòng)模塊集成于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元包括發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元，所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元控制連接汽油供油泵與汽油電控噴射器，發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元控制連接柴油供油泵與柴油電控噴射器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元之間相互通信。
作為對(duì)上述方式的進(jìn)一步限定，所述所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元分別為高集成度的ECU控制單元。此外，本發(fā)明同時(shí)提供了一種柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，該方法包括I)控制噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出控制信號(hào)只控制汽油供油泵和汽油電控噴油器工作，將汽油均勻噴射到氣缸中；2)控制噴射柴油，同時(shí)壓燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元停止對(duì)汽油供油泵和汽油電控噴油器發(fā)出控制信號(hào)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出控制信號(hào)給柴油高壓供油泵和多個(gè)柴油電控噴油器，使各柴油電控噴油器將柴油噴射到已有汽油的氣缸中的同時(shí)，控制高壓驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)各柴油電控噴油器噴射的柴油壓燃；3)點(diǎn)燃汽油利用多點(diǎn)壓燃的柴油多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)飧字械钠停?)回到步驟I)，循環(huán)進(jìn)行上述三個(gè)步驟。作為對(duì)本發(fā)明方法的限定在步驟I)中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元還接收信號(hào)采集單元的信號(hào)，通過檢測(cè)到的信號(hào)調(diào)節(jié)汽油電控噴射器的噴油提前角和噴射脈寬。作為對(duì)本發(fā)明方法的另一步限定在步驟2)中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元還接收信號(hào)采集單元的信號(hào)，通過檢測(cè)到的信號(hào)調(diào)節(jié)柴油電控噴射器的噴油提前角和噴射脈寬。由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于(I)控制單元通過控制柴油高壓供油泵與柴油電控噴油器噴射高壓柴油，同時(shí)利用內(nèi)置的高壓驅(qū)動(dòng)模塊多點(diǎn)壓燃噴射的柴油，進(jìn)而多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)飧字械钠?，既能提高汽油的燃油率，又降低排放到空氣中的污染物質(zhì)；(2)柴油共軌管與汽油共軌管上分別設(shè)置有燃油壓力、溫度傳感器，其壓力、溫度信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、直接的燃油參數(shù)信號(hào)，為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制工作提供判斷依據(jù)；(3)信號(hào)采集單元中包括設(shè)置在各個(gè)氣缸缸體外壁上的防爆震傳感器以及車輛其他信號(hào)傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可以根據(jù)防爆震傳感器以及其他的各個(gè)傳感器提供的信號(hào)參數(shù)控制各個(gè)氣缸的汽油、柴油噴油量、噴油壓力、噴油提前角等參數(shù)，抑制、預(yù)防爆震的非正常燃燒，使各個(gè)缸體燃燒保持一致，保證發(fā)動(dòng)機(jī)平順穩(wěn)定的運(yùn)行，提高整車的乘坐舒適性；(4)對(duì)柴油電控噴油器、汽油電控噴油器的控制采用同一高度集成的ECU控制單元或者由兩個(gè)相互通信的高度集成的ECU控制單元，保證了汽油、柴油電控噴油器使用的各個(gè)傳感器信號(hào)的一致性，為電控噴油器的工作提供給了統(tǒng)一的傳感器數(shù)據(jù)源。綜上可見，本發(fā)明既能夠滿足提高燃油的燃燒率，又能夠滿足降低污染物質(zhì)的排放。


本發(fā)明下面將結(jié)合說明書附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖I是本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例控制方法的原理框圖。圖中1、防爆震傳感器；2、柴油電控噴油器；3、柴油共軌管；4、柴油高壓供油泵；
5、柴油軌壓、油溫傳感器；6、汽油電控噴油器；7、汽油共軌管；8、汽油軌壓、油溫傳感器；9、汽油供油泵；10、發(fā)電機(jī)控制單元；11、曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角傳感器；12、配氣凸輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角傳感器；13、機(jī)油溫度傳感器；14、冷卻水溫度傳感器；15、進(jìn)氣溫度傳感器；16、進(jìn)氣壓力傳感器；17、排氣溫度傳感器；18、排氣壓力傳感器；19、節(jié)氣門位置傳感器；20、油門位置傳感器；21、高壓驅(qū)動(dòng)模塊。
具體實(shí)施例方式圖I所示的為本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖,包括高集成的E⑶控制單元10,所述E⑶控制單元10控制信號(hào)連接汽油供油泵9以及汽油電控噴油器6。其中，所述汽油供油泵9通過汽油共軌管7連接汽油電控噴油器6，具體為汽油供油泵9直接連接汽油共軌管7的A 口，汽油共軌管7上設(shè)置有多個(gè)出口，每個(gè)出口均連接有一個(gè)汽油電控噴油器6，所述汽油電控噴油器6設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管或氣缸內(nèi)。另外在所述汽油共軌管7上設(shè)置有汽油軌壓、油溫傳感器8，將采集到的汽油軌壓、油溫信號(hào)也傳送給E⑶控制單元10，E⑶控制單元10就可以控制汽油供油泵9供給汽油，同時(shí)ECU控制單元10發(fā)出控制信號(hào)給汽油電控噴油器6將汽油均勻噴射到氣缸中。然后E⑶控制單元10停止發(fā)出控制信號(hào)給汽油供油泵9以及汽油電控噴油器6，而發(fā)出控制信號(hào)給同樣與自身連接的柴油高壓供油泵4和多個(gè)柴油電控噴油器2，其中，所述柴油高壓供油泵4通過對(duì)應(yīng)的柴油共軌管3連接多個(gè)柴油電控噴油器2，具體為所述柴油高壓供油泵4連接柴油共軌管3的入口，柴油共軌管3上設(shè)置有多個(gè)出口，每一個(gè)出口均連接有一個(gè)柴油電控噴油器2，所述柴油電控噴油器2設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)。在ECU控制單元10控制柴油噴射的同時(shí)，內(nèi)置的高壓驅(qū)動(dòng)模塊21會(huì)發(fā)出高壓信號(hào)控制所有的柴油電控噴油泵2內(nèi)的高速等壓電磁閥動(dòng)作，多點(diǎn)點(diǎn)燃噴射的柴油。另外，所述柴油共軌管3上同樣設(shè)置有柴油軌壓、油溫傳感器5，將采集到的柴油軌壓、油溫信號(hào)傳送給ECU控制單元10。所述ECU控制單元10還從曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角傳感器11，配氣凸輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器12，機(jī)油溫度傳感器13，冷卻水溫度傳感器14，進(jìn)氣溫度傳感器15，進(jìn)氣壓力傳感器16，排氣溫度傳感器17，排氣壓力傳感器18，節(jié)氣門位置傳感器19以及油門位置傳感器20以及設(shè)置在各個(gè)氣缸外的防爆震傳感器I采集車輛的各種信息，通過采集到的信息ECU控制單元10可以精確控制柴油、汽油電控噴油器的工作時(shí)間、噴油提前角、噴油脈寬等，同時(shí)控制汽油供油泵9與柴油高壓供油泵4來調(diào)整柴油共軌管3與汽油共軌管7內(nèi)的油壓，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況運(yùn)轉(zhuǎn)過程中得到有效的供油壓力和噴油量。
此外，本實(shí)施例給出的是發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元共同使用一個(gè)高集成的ECU控制單元10，也可以發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元分別設(shè)置一個(gè)ECU控制單元，然后令兩個(gè)ECU控制單元之間相互通信即可得到同樣的車輛信息，就保證噴射的汽油、柴油的各項(xiàng)參數(shù)準(zhǔn)確無誤。圖2所示的為本實(shí)施例控制方法的原理框圖包括I)控制噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過汽油軌壓、油溫傳感器8以及其他傳感器采集到此時(shí)車輛的各種信號(hào)，根據(jù)車輛的狀況發(fā)出控制信號(hào)只控制汽油供油泵和汽油電控噴油器工作，將汽油均勻噴射到氣缸中；2)控制噴射柴油，同時(shí)點(diǎn)燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元停止對(duì)汽油供油泵和汽油電控噴油器發(fā)出控制信號(hào)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元結(jié)合柴油軌壓、油溫傳感器以及其他傳感器采集到此時(shí)車輛的各種信號(hào)后，只發(fā)出控制信號(hào)給柴油高壓供油泵和多個(gè)柴油電控噴油器，令柴油多點(diǎn)噴射到已有汽油的氣缸中，控制高壓驅(qū)動(dòng)模塊多點(diǎn)點(diǎn)燃多點(diǎn)噴射的柴油；3)利用多點(diǎn)壓燃的柴油多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)飧字械钠停?)回到步驟I)，循環(huán)進(jìn)行上述三個(gè)步驟。本實(shí)施例通過多點(diǎn)壓燃噴射的高壓柴油，進(jìn)而通過柴油多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)飧字械钠?，令汽油的有效熱效率達(dá)到了 40%左右，而現(xiàn)有的火花塞汽油機(jī)的有效熱效率只有30%左右，直噴式汽油機(jī)的有效熱效率也只有35%左右，因此本發(fā)明充分提高了汽油的有效熱效率。同時(shí)由于噴射的高壓柴油整體燃油量體積比的5% -10%，因此相比單一的柴油機(jī)能夠有效減少有害物質(zhì)的排放。因此本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)提聞?dòng)行嵝剩瑫r(shí)減少有害物質(zhì)排放的雙重效果。
權(quán)利要求
1.一種柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)、汽油供油泵(9)、用于控制汽油噴射時(shí)間與噴射量的汽油電控噴油器(6)、柴油高壓供油泵(4)、用于控制柴油噴射時(shí)間與噴射量的柴油電控噴油器(2)和用于點(diǎn)燃柴油的高壓驅(qū)動(dòng)模塊(21)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)輸出控制信號(hào)給汽油供油泵(9)、柴油高壓供油泵(4)、汽油電控噴油器(6)、柴油電控噴油器(2)和高壓驅(qū)動(dòng)模塊(21)，所述汽油供油泵(9)通過汽油共軌管(7)連接汽油電控噴油器￠)，所述的柴油高壓供油泵(4)通過柴油共軌管(3)連接多個(gè)柴油電控噴油器(2)，所述高壓驅(qū)動(dòng)模塊(21)驅(qū)動(dòng)連接多個(gè)柴油電控噴油器⑵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的汽油 共軌管(7)上設(shè)置有汽油軌壓、油溫傳感器(8)，所述的汽油軌壓、油溫傳感器(8)的輸出信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10);所述的柴油共軌管(3)上設(shè)置有柴油軌壓、油溫傳感器(5)，所述的柴油軌壓、油溫傳感器(5)的輸出信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于還包括信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元輸出信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)。
4.如權(quán)利要求3所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元包括設(shè)置在氣缸缸體外的防爆震傳感器(1)，曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角傳感器(11)，配氣凸輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器(12)，機(jī)油溫度傳感器(13)，冷卻水溫度傳感器(14)，進(jìn)氣溫度傳感器(15),進(jìn)氣壓力傳感器(16),排氣溫度傳感器(17),排氣壓力傳感器(18),節(jié)氣門位置傳感器(19)以及油門位置傳感器(20)。
5.如權(quán)利要求I所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的高壓驅(qū)動(dòng)模塊(21)集成于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求I所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述高壓驅(qū)動(dòng)模塊(21)集成于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)包括發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元，所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元控制連接汽油供油泵(9)與汽油電控噴射器￠)，發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元控制連接柴油供油泵(4)與柴油電控噴射器(2)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元之間相互通信。
7.如權(quán)利要求6所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽油控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)柴油控制單元分別為高集成度的ECU控制單元。
8.一種柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括 1)控制噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)發(fā)出控制信號(hào)只控制汽油供油泵(9)和汽油電控噴油器(6)工作，將汽油均勻噴射到氣缸中； 2)控制噴射柴油，同時(shí)壓燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)停止對(duì)汽油供油泵(9)和汽油電控噴油器(6)發(fā)出控制信號(hào)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)發(fā)出控制信號(hào)給柴油高壓供油泵(4)和多個(gè)柴油電控噴油器(2)，使各柴油電控噴油器(2)將柴油噴射到已有汽油的氣缸中的同時(shí)，控制高壓驅(qū)動(dòng)模塊(21)對(duì)各柴油電控噴油器(2)噴射的柴油壓燃； 3)點(diǎn)燃汽油利用多點(diǎn)壓燃的柴油多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)飧字械钠停? 4)回到步驟I)，循環(huán)進(jìn)行上述三個(gè)步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在步驟I)中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)還接收信號(hào)采集單元的信號(hào)，通過檢測(cè)到的信號(hào)調(diào)節(jié)汽油電控噴射器￠)的噴油提前角和噴射脈寬。
10.如權(quán)利要求8或9所述的柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在步驟2)中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(10)還接收信號(hào)采集單元的信號(hào)，通過檢測(cè)到的信號(hào)調(diào)節(jié)柴油電控噴射器(2)的噴油提前角和噴射脈寬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油、汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及其控制方法。包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、信號(hào)采集單元、柴油高壓供油泵、汽油供油泵，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元從信號(hào)采集單元采集信號(hào)，發(fā)出控制信號(hào)給柴油高壓供油泵、汽油供油泵，同時(shí)將控制信號(hào)發(fā)給汽油和柴油電控噴油器，其控制方法為通過多點(diǎn)壓燃噴射的柴油來實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)飧字械钠?。本發(fā)明通過壓燃柴油來多點(diǎn)點(diǎn)燃汽油，既能夠提高汽油有效熱效率，又能夠降低污染物的排放。本發(fā)明適用于任何利用柴油點(diǎn)燃汽油的車輛。
文檔編號(hào)F02D19/08GK102661205SQ20121013263
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者于文斌, 賈寧, 高定偉 申請(qǐng)人:長城汽車股份有限公司