專利名稱：一種利用油門位置信號轉換控制柴油-替代燃料發(fā)動機的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車電子控制領域，適用于在原電控柴油機加裝替代燃料電控系統(tǒng)實現(xiàn)雙燃料摻燒的控制。
背景技術：
在柴油燃料價格日益增高，可用石油資源日益減小，人們不斷尋求在現(xiàn)有的柴油 機上，不改變柴油機基本結構的前提下，加裝替代燃料的控制模塊，采用柴油和替代燃料摻燒，在滿足動力性、可靠性、經(jīng)濟性、環(huán)保性的前提下，最大限度的提高替代燃料的比例，以減小發(fā)動機對柴油的需求量。所述的替代燃料可以是天然氣、醇類及其它適用于與柴油摻燒的燃料。為表征雙燃料模式替代燃料的效能，定義一個特性參量“替代率相同工況下(發(fā)動機輸出扭矩和轉速)，純柴油模式燃油耗量ql與雙燃料模式下引燃油量q3之差被純柴油模式下燃油耗量ql除的商，用r表示，即
r=(ql-q3)/ql
雙燃料模式的基本控制策略是在保證發(fā)動機安全穩(wěn)定運行的前提下，替代率r最大。換言之，就是引燃油量越小越好。因此，如何對引燃油量實施控制是雙燃料模式的關鍵問題。對于原柴油機為電噴系統(tǒng)改裝成雙燃料發(fā)動機情形，就是要找到一種辦法，用加裝的替代燃料電控單元控制原柴油機電控單元對柴油噴射量的控制，也就是說柴油機電控單元對柴油的噴射量信息不直接來源于表征駕駛者對輸出扭矩需求的油門位置傳感器，而來源于替代燃料電控單元的信息。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)技術背景的需求，提出一種利用油門位置信號轉換控制柴油-替代燃料發(fā)動機的方法
在原具有電控單元的柴油發(fā)動機上加裝替代燃料電控系統(tǒng)。如圖I所示，替代燃料電控系統(tǒng)包括替代燃料電控單元(5)和雙路觸點繼電器(3)，將油門踏板位置傳感器電壓輸出信號(2)連接繼電器(3)的下路輸入端，下路的常閉觸點連接柴油機電控單元(4)的油門踏板位置傳感器電壓信號輸入接口，下路的常開觸點連接替代燃料電控單元(5)的油門踏板位置傳感器電壓信號輸入接口，替代燃料電控單元(5 )的D/A轉換模擬電壓信號(6 )連接繼電器(3)的上路輸入端，上路的常開觸點連接柴油機電控單元(4)的油門踏板位置傳感器電壓信號輸入接口。替代燃料電控單元(5 )控制繼電器(3 )兩路觸點吸合，使柴油機電控單元(4 )與油門踏板位置傳感器電壓信號輸出線(2 )脫離的同時連接至替代燃料電控單元D/A轉換模擬電壓輸出口( 6 )。為保證雙燃料模式下的發(fā)動機功率基本一致，須使該模式下替代燃料的熱值與引燃柴油的熱值之和等于純柴油模式下的柴油熱值，即:
Q1=Q2+Q3，
Ql :純柴油模式下柴油燃燒熱值。Q2 :雙燃料模式下替代燃料燃燒熱值。Q3 :雙燃料模式下引燃柴油燃燒熱值。啟用雙燃料模式，替代燃料電控單元使繼電器通電吸合觸點，油門踏板位置傳感器信號線與柴油機電控單元斷開并被接入替代燃料電控單元，同時柴油機電控單元油門位置傳感器信號接口由繼電器另一觸點接至替代燃料電控單元的D/A轉換模擬電壓輸出口，由替代燃料電控單元行使對柴油機電控單元的噴射油量控制權。若此刻油門踏板位置傳感 器信號表示的踏板開度為A%，替代燃料電控單元根據(jù)油門踏板傳感器(I)信號，通過事先試驗標定取得的MAP (數(shù)據(jù)圖表)，查找到引燃柴油量q3和替代燃料量q2。再通過另一張原柴油機電控單元柴油噴射量與其油門踏板位置傳感器電壓的關系MAP查找到所對應的電壓，通過D/A轉換模擬電壓輸出給柴油機電控單元的原油門踏板位置傳感器所對應的信號線，以取代從原油門踏板位置傳感器獲取的電壓，進而產(chǎn)生q3噴射油量。這樣柴油機電控單元對柴油的噴射量信息不直接來源于油門位置傳感器電壓，而來源于替代燃料電控單元的信息。啟用純柴油模式，替代燃料電控單元將繼電器觸點釋放，油門踏板位置傳感器信號線回復默認的與柴油機電控單元相連的狀態(tài)，D/A轉換模擬電壓輸出與柴油機電控單元斷開。柴油機電控單元直接采集油門踏板位置傳感器信號，獨立實現(xiàn)柴油機控制，不受替代燃料電控系統(tǒng)的干涉。本發(fā)明的有益效果是不改變原機的基本結構，只是對油門踏板位置傳感器信號進行轉換，實現(xiàn)雙燃料摻燒；又能簡便的切換到純柴油模式，保持原機正常運行。
圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結構1-油門踏板位置傳感器，2-油門踏板位置傳感器電壓輸出，3-雙路觸點繼電器，4-柴油機電控單元，5-替代燃料電控單元，6-D/A轉換模擬電壓輸出。圖2為本發(fā)明具體實施的柴油和替代燃料消耗率X軸-發(fā)動機轉速，Y軸-燃料消耗率，曲線I-純柴油消耗率，曲線2-雙燃料模式下引燃柴油消耗率，曲線3-雙燃料模式下替代燃料消耗率。
具體實施例方式根據(jù)發(fā)明內(nèi)容的技術方案在原柴油發(fā)動機上加裝替代燃料電控系統(tǒng)，按照以下步驟實施
I.啟用雙燃料模式，替代燃料電控單元上電后，控制繼電器雙路觸點吸合，油門踏板位置傳感器信號線與柴油機電控單元斷開并被接入替代燃料電控單元，替代燃料電控單元的D/A轉換模擬電壓輸出口由繼電器另一觸點接入柴油機電控單元油門踏板位置傳感器信號接口。2.替代燃料電控單元實時的采集油門踏板位置傳感器電壓信號，其對應的油門踏板開度為A%。替代燃料電控單元根據(jù)油門踏板開度八%，通過事先試驗標定取得的MAP (數(shù)據(jù)圖表)，查找到引燃柴油量q3和替代燃料量q2。再通過另一張原柴油機電控單元柴油噴射量與其油門踏板位置傳感器電壓的關系MAP查找到所對應的電壓，通過D/A轉換模擬電壓輸出給柴油機電控單元的原油門踏板位置傳感器所對應的信號線，以取代從原油門踏板位置傳感器獲取的電壓，進而產(chǎn)生q3噴射油量。3.啟用純柴油模式，替代燃料電控單元將繼電器觸點釋放，油門踏板位置傳感器信號線回復默認的與柴油機電控單元相連的狀態(tài)，D/A轉換模擬電壓輸出與柴油機電控單元斷開。柴油機電控單元直接采集油門踏板位置傳感器信號，獨立實現(xiàn)發(fā)動機控制，不受替 代燃料電控系統(tǒng)的干涉。4.通過臺架試驗和實機運行，得到圖2所示的燃料消耗率，由圖2中的曲線對比可知，本發(fā)明的具體實施運用，大大減小了柴油的需求量，滿足了原機的動力性和可靠性，經(jīng)濟性和排放指標更優(yōu)。
權利要求
1.一種利用油門位置信號轉換控制柴油-替代燃料發(fā)動機的方法，其特征在于在原柴油發(fā)動機電控系統(tǒng)中加裝替代燃料電控系統(tǒng)，替代燃料電控系統(tǒng)包括替代燃料電控單元和雙路觸點繼電器，將油門踏板位置傳感器電壓輸出信號連接繼電器的下路輸入端，下路的常閉觸點連接柴油機電控單元的油門踏板位置傳感器電壓信號輸入接口，下路的常開觸點連接替代燃料電控單元的油門踏板位置傳感器電壓信號輸入接口，替代燃料電控單元的D/A轉換模擬電壓信號連接繼電器的上路輸入端，上路的常開觸點連接柴油機電控單元的油門踏板位置傳感器電壓信號輸入接口 ；其具體控制方式如下 替代燃料電控單元使繼電器通電吸合觸點，油門踏板位置傳感器信號線與柴油機電控單元斷開并被接入替代燃料電控單元，同時柴油機電控單元油門位置傳感器信號接口由繼電器另一觸點接至替代燃料電控單元的D/A轉換模擬電壓輸出口，由替代燃料電控單元行使對柴油機電控單元的噴射油量控制權，若此刻油門踏板位置傳感器信號表示的踏板開度為A%，替代燃料電控單元根據(jù)油門踏板傳感器信號，通過事先試驗標定取得的數(shù)據(jù)圖表 MAP，查找到引燃柴油量q3和替代燃料量q2，再通過另一張原柴油機電控單元柴油噴射量與其油門踏板位置傳感器電壓的關系MAP查找到所對應的電壓，通過D/A轉換模擬電壓輸出給柴油機電控單元的原油門踏板位置傳感器所對應的信號線，以取代從原油門踏板位置傳感器獲取的電壓，進而產(chǎn)生q3噴射油量。
全文摘要
一種利用油門位置信號轉換控制柴油-替代燃料發(fā)動機的方法，在原柴油機加裝替代燃料電控系統(tǒng)，包括一個雙路觸點繼電器和替代燃料電控單元。繼電器通電時，油門位置信號線與柴油機電控單元斷開并經(jīng)過一路觸點被接入替代燃料電控單元，替代燃料電控單元的D/A轉換模擬電壓輸出口由繼電器另一觸點接入柴油機電控單元，以控制引燃柴油量。純柴油模式時，繼電器斷電時，油門位置信號線回復默認的與柴油機電控單元相連的狀態(tài)，D/A轉換模擬電壓輸出與柴油機電控單元斷開，原機不受替代燃料電控系統(tǒng)的干涉。本發(fā)明的應用，符合原機的動力性及可靠性要求，經(jīng)濟性及排放指標更優(yōu)，普適于電控柴油機改裝成替代燃料摻燒的雙燃料發(fā)動機的控制。
文檔編號F02D19/06GK102767435SQ20121025913
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權日2012年7月25日
發(fā)明者張育華, 張金華, 王洪, 陳美鎮(zhèn) 申請人:鎮(zhèn)江恒馳科技有限公司