基于單ecu同時(shí)控制的汽車cng和汽油雙燃料供給系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單ECU同時(shí)控制的汽車CNG和汽油雙燃料供給系統(tǒng)，涉及汽車燃料供給系統(tǒng)。本系統(tǒng)是：汽油燃料箱（1）、汽油泵（2）、汽油調(diào)壓器（3）、燃油濾清器（4）、油軌總成（5）、發(fā)動(dòng)機(jī)（6）依次連接構(gòu)成汽油燃料供給單元；氣瓶（11）、燃?xì)鉃V清器（10）、高壓電磁閥（9）、減壓器（8）、氣軌總成（7）、和發(fā)動(dòng)機(jī)（13）依次連接，構(gòu)成CNG燃料供給單元；電子控制單元（12）分別與上述7個(gè)傳感器和4個(gè)執(zhí)行部件連接，實(shí)現(xiàn)控制。本發(fā)明可以獲得良好的動(dòng)力性、燃料的經(jīng)濟(jì)性、排放的環(huán)保性和控制的安全可靠性，適用于汽車雙燃料供給系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】基于單ECU同時(shí)控制的汽車CNG和汽油雙燃料供給系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車燃料供給系統(tǒng)，特別涉及一種基于單ECU同時(shí)控制的汽車CNG和汽油雙燃料供給系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)人類面臨著能源短缺和環(huán)境污染日益惡化的危機(jī)。隨著世界范圍內(nèi)汽車數(shù)量的激增和石油資源的消耗，石油供需矛盾不斷加劇。為了從根本上解決問(wèn)題，需要進(jìn)行綜合的治理；采用代用燃料是一種有效的方法，應(yīng)用天然氣作為汽車代用燃料是目前研究的課題之一。
[0003]為了從根本上解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，提出了汽油、天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)了汽油燃料供給與天然氣燃料供給的并行使用。
[0004]目前，我國(guó)大部分雙燃料的汽車燃料供給系統(tǒng)采用的是雙ECU技術(shù)方案，一個(gè)ECU控制汽油燃料供給，另一個(gè)ECU控制天然氣燃料供給。此方案具有下列缺陷:
①同時(shí)存在兩個(gè)ECU控制兩種燃料，不僅占用空間大，而且生產(chǎn)成本高；
②CNG噴射量難以準(zhǔn)確控制；
③對(duì)原機(jī)ECU的基本噴油數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，不排除有2套ECU相互干擾的風(fēng)險(xiǎn)；
④難以達(dá)到駕駛性和排放性能指標(biāo)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有【背景技術(shù)】的不足之處，而提供一種基于單ECU同時(shí)控制的汽車CNG和汽油雙燃料供給系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
針對(duì)傳統(tǒng)的汽車汽油燃料供給系統(tǒng)基礎(chǔ)上加裝一套CNG燃料供給系統(tǒng)的局限性，本發(fā)明兩套燃料供給系統(tǒng)共用一個(gè)電子控制單元(ECU)，有效提高了雙燃料供給系統(tǒng)的控制效率，控制方便靈活，而且節(jié)省系統(tǒng)成本。
[0007]具體地說(shuō)，本系統(tǒng)由汽油燃料箱、汽油泵、汽油調(diào)壓器、燃油濾清器、油軌總成、發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣閥、減壓器、高壓電磁閥、燃?xì)鉃V清器、天然氣氣瓶和電子控制單元組成；
其連接關(guān)系是:
在汽油燃料箱內(nèi)設(shè)置有汽油泵和汽油調(diào)壓器；
汽油燃料箱、汽油泵、汽油調(diào)壓器、燃油濾清器、油軌總成、發(fā)動(dòng)機(jī)依次連接構(gòu)成汽油燃料供給單元；
天然氣氣瓶、燃?xì)鉃V清器、高壓電磁閥、減壓器、氣軌總成和發(fā)動(dòng)機(jī)依次連接，構(gòu)成CNG燃料供給單元；
冷卻液溫度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)本體上，進(jìn)氣溫度壓力傳感器和節(jié)氣門閥體總成安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管上；氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上；汽油泵繼電器和汽油泵連接；燃?xì)鉁囟葌鞲衅骱腿細(xì)鈮毫鞲衅髋c氣軌總成連接；減壓器水溫傳感器和減壓器連接；高壓電磁閥安裝在減壓器上；點(diǎn)火線圈和發(fā)動(dòng)機(jī)連接。
[0008]電子控制單元分別和傳感器和執(zhí)行部件連接，實(shí)現(xiàn)控制。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
①本發(fā)明包括汽油和天然氣兩套燃料供給系統(tǒng)，但只共用一個(gè)電子控制單元，進(jìn)氣歧管無(wú)需重新設(shè)計(jì)，節(jié)省設(shè)計(jì)周期及費(fèi)用，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低；
②本發(fā)明單ECU同時(shí)控制雙燃料控制效果最佳；
③本發(fā)明汽油/CNG切換穩(wěn)定和平順，不存在對(duì)原ECU的基本噴油數(shù)據(jù)的影響問(wèn)題；
④本發(fā)明可以達(dá)到較好的汽車駕駛性和排放性能指標(biāo)要求。
[0010]總之，本發(fā)明可以獲得良好的動(dòng)力性、燃料的經(jīng)濟(jì)性、排放的環(huán)保性和控制的安全可靠性，適用于汽車雙燃料供給系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為電子控制單元的控制原理方框圖；
圖3為電子控制單元控制油氣兩種燃料切換的工作流程圖。
[0012]圖中:
I 一汽油燃料箱；
2—汽油泵，
2.1一汽油泵繼電器；
3—汽油調(diào)壓器；
4一燃油濾清器；
5一油軌總成；
6—發(fā)動(dòng)機(jī)，
6.1一進(jìn)氣溫度壓力傳感器， 6.2—冷卻液溫度傳感器，
6.3—氧傳感器，6.4—節(jié)氣門閥體總成，
6.5—點(diǎn)火線圈；6.6—轉(zhuǎn)速傳感器
7—?dú)廛壙偝桑?br> 7.1-燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳌?.2一燃?xì)鈮毫鞲衅鳎?br> 8—減壓器，
8.1一減壓器水溫傳感器；
9一高壓電磁閥；
10一燃?xì)鉃V清器；
11一天然氣氣瓶；
12 —電子控制單元(EOT)。
[0013]英譯漢:
CNG:Compressed Natural Gas,簡(jiǎn)稱壓縮天然氣。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明: 一、系統(tǒng)
1、總體
如圖1，本系統(tǒng)由汽油燃料箱1、汽油泵2、汽油調(diào)壓器3、燃油濾清器4、油軌總成5、發(fā)動(dòng)機(jī)6、噴氣閥7、減壓器8、高壓電磁閥9、燃?xì)鉃V清器10、天然氣氣瓶11和電子控制單元(ECU) 12 組成；
其連接關(guān)系是:
在汽油燃料箱I內(nèi)設(shè)置有汽油泵2和汽油調(diào)壓器3 ；
汽油燃料箱1、汽油泵2、汽油調(diào)壓器3、燃油濾清器4、油軌總成5、發(fā)動(dòng)機(jī)6依次連接構(gòu)成汽油燃料供給單元；
天然氣氣瓶11、燃?xì)鉃V清器10、高壓電磁閥9、減壓器8、氣軌總成7和發(fā)動(dòng)機(jī)6依次連接，構(gòu)成CNG燃料供給單元；
冷卻液溫度傳感器6.2和轉(zhuǎn)速傳感器6.6安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)本體上，進(jìn)氣溫度壓力傳感器6.1和節(jié)氣門閥體總成6.4安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管上；氧傳感器6.3安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上；汽油泵繼電器2.1和汽油泵連接；燃?xì)鉁囟葌鞲衅?.1和燃?xì)鈮毫鞲衅?.2與氣軌總成連接；減壓器水溫傳感器8.1和減壓器連接；高壓電磁閥9安裝在減壓器上；點(diǎn)火線圈6.5和發(fā)動(dòng)機(jī)連接。
[0015]電子控制單元12分別和7個(gè)傳感器和4個(gè)執(zhí)行部件連接，實(shí)現(xiàn)控制。
[0016]2、功能部件
除電子控制單元(ECU) 12外，其它所有功能部件均為常用件，有上市產(chǎn)品。
[0017]下面重點(diǎn)說(shuō)明電子控制單元(E⑶)12
I)硬件配置
如圖2，電子控制單元(ECU) 12是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制和指揮中心，它包括16位單片機(jī)CPU (Flash為256K、主頻為64Mhz)、與該單片機(jī)的輸入端相連的傳感器和與單片機(jī)的輸出端相連接的執(zhí)行部件。
[0018]電子控制單元12的輸入端分別與進(jìn)氣溫度壓力傳感器6.1、冷卻液溫度傳感器6.2、氧傳感器6.3、車速傳感器6.6、燃?xì)鉁囟葌鞲衅?.1、燃?xì)鈮毫鞲衅?.2和減壓器水溫傳感器8.1連接，獲取傳感器采集的數(shù)據(jù)信息；
電子控制單元12的輸出端分別與汽油泵繼電器2.1、節(jié)氣門閥體總成6.4、點(diǎn)火線圈6.5和高壓電磁閥9連接，實(shí)現(xiàn)控制。
[0019]2)電子控制單元控制油氣兩種燃料切換的工作流程 如圖3，本工作流程包括下列步驟:
①ECU開始工作-301
ECU采集傳感器輸入數(shù)據(jù)，并向執(zhí)行部件發(fā)送行動(dòng)指令，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)6工作；
②E⑶判斷采集減壓器水溫信號(hào)是否小于50°C— 302，是則進(jìn)入步驟③，否 則通過(guò)E⑶控制天然氣系統(tǒng)啟動(dòng)工作-309后進(jìn)入步驟⑥；
③ECU控制汽油系統(tǒng)啟動(dòng)工作-303；
④E⑶判斷采集減壓器水溫信號(hào)是否大于50°C和CNG壓力是否大于250kpa -304，是則進(jìn)入步驟⑤，否則繼續(xù)步驟③；
⑤E⑶控制汽油切換到CNG系統(tǒng)工作-305； ⑥ECU判斷節(jié)氣門開度是否大于80%、油位信號(hào)是否正常和轉(zhuǎn)速變化率是否
大于250 - 306，是則進(jìn)入步驟⑦，否則轉(zhuǎn)跳到步驟⑤或通過(guò)E⑶控制天然氣系統(tǒng)啟動(dòng)工作-309后繼續(xù)步驟⑥；
⑦E⑶控制CNG切換到汽油系統(tǒng)工作(特殊工況)-307；
⑧ECU判斷節(jié)氣門開度是否大于80%、油位信號(hào)是否正常和轉(zhuǎn)速變化率是否 大于250-308，是則轉(zhuǎn)跳到步驟⑤，否則轉(zhuǎn)跳到步驟⑦。
[0020]二、工作過(guò)程
①當(dāng)汽油燃料供給單元單獨(dú)工作時(shí)
汽油泵2從汽油燃料箱I內(nèi)將汽油燃料吸起，經(jīng)汽油調(diào)壓器3進(jìn)行調(diào)壓，并使過(guò)量的燃油返回汽油箱I，經(jīng)燃油濾清器4濾去雜質(zhì)，然后經(jīng)輸油管配送油軌總成5，根據(jù)電子控制單元(ECU) 12發(fā)出的指令，將適量的燃油噴入各進(jìn)氣歧管，從而完成了汽油燃料噴油供給過(guò)程。
[0021]②當(dāng)天然氣燃料供給單元單獨(dú)工作時(shí)
高壓電磁閥9接收到電子控制單元(ECU) 12發(fā)出的燃?xì)夤ぷ髦噶詈?，高壓電磁閥9打開，天然氣氣瓶11內(nèi)的高壓天然氣經(jīng)過(guò)燃?xì)鉃V清器10過(guò)濾后，通過(guò)高壓管路進(jìn)入減壓器8減壓后，再通過(guò)低壓管路進(jìn)入氣軌總成7，根據(jù)電子控制單元(ECU) 12發(fā)出的指令，控制氣軌總成7的工作，將適量的天然氣噴入進(jìn)氣歧管，從而完成了天然氣燃料供給過(guò)程。
[0022]③由汽油燃料供給單元向天然氣燃料供給單元切換時(shí)
當(dāng)兩種燃料均充足時(shí)，常溫汽油燃料供給系統(tǒng)工作，減壓器8內(nèi)循環(huán)水溫達(dá)到設(shè)定溫度值后，CNG燃料供給系統(tǒng)工作；
在汽油燃料供給系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)電子控制單元12采集到減壓器水溫傳感器8.1工作時(shí)的溫度達(dá)到設(shè)定工作溫度時(shí)，汽油燃料供給系統(tǒng)自動(dòng)向天然氣燃料供給系統(tǒng)切換；此時(shí)汽油泵2停止工作，高壓電磁閥9打開，天然氣氣瓶11內(nèi)的高壓天然氣經(jīng)過(guò)燃?xì)鉃V清器10過(guò)濾后，通過(guò)高壓管路進(jìn)入減壓器8減壓，再通過(guò)低壓管路進(jìn)入氣軌總成7，電子控制單元12控制氣軌總成7的工作，將適量的天然氣噴入進(jìn)氣歧管，進(jìn)行天然氣燃料供給。
[0023]④由天然氣燃料供給單元向汽油燃料供給單元切換時(shí)(特殊工況)
在天然氣燃料供給系統(tǒng)工作時(shí)，節(jié)氣門閥體總成6.4達(dá)到設(shè)定開度值且汽油燃料充足時(shí)，由天然氣燃料供給單元向汽油燃料供給單元切換，汽油燃料供給系統(tǒng)工作；
在天然氣燃料供給系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)電子控制單元12采集到節(jié)氣門閥體總成6.4達(dá)到設(shè)定開度且汽油油位信號(hào)正常時(shí)，由天然氣燃料供給單元向汽油燃料供給單元切換，此時(shí)高壓電磁閥9關(guān)閉，天然氣燃料供給單元停止工作，油泵繼電器2.1根據(jù)電子控制單元12發(fā)出的工作指令開始工作，啟動(dòng)汽油泵2，汽油燃料供給系統(tǒng)工作。
[0024]⑤由汽油燃料供給單元(特殊工況)向天然氣燃料供給單元切換時(shí)
在汽油燃料供給單元(特殊工況)工作時(shí)，當(dāng)電子控制單元12采集到節(jié)氣門閥體總成
6.4達(dá)到設(shè)定開度且車速信號(hào)值滿足一定指標(biāo)時(shí)，由汽油燃料供給單元(特殊工況)向天然氣燃料供給單元切換，此時(shí)電子控制單元12給油泵繼電器2.1發(fā)出工作指令，油泵繼電器
2.1使汽油泵2停止工作，高壓電磁閥9打開，天然氣燃料供給單元開始工作。
[0025]⑥電子控制單元12同時(shí)控制汽油燃料供給單元和天然氣燃料供給單元單獨(dú)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)12在每次起動(dòng)時(shí)都是由汽油燃料供給單元首先工作，然后根據(jù)相關(guān)指標(biāo)決定是否進(jìn)行燃料切換。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單ECU同時(shí)控制的汽車CNG和汽油雙燃料供給系統(tǒng)，其特征在于: 由汽油箱(I)、汽油泵(2)、汽油調(diào)壓器(3)、燃油濾清器(4)、油軌總成(5)、發(fā)動(dòng)機(jī)(6)、氣軌總成(7)、減壓器(8)、高壓電磁閥(9)、燃?xì)鉃V清器(10)、氣瓶(11)和電子控制單元(12)組成； 在汽油燃料箱(I)內(nèi)設(shè)置有汽油泵(2)和汽油調(diào)壓器(3)； 汽油燃料箱(1、汽油泵(2)、汽油調(diào)壓器(3)、燃油濾清器(4)、油軌總成(5)、發(fā)動(dòng)機(jī)(6)依次連接構(gòu)成汽油燃料供給單元； 氣瓶(11)、燃?xì)鉃V清器(10)、高壓電磁閥(9)、減壓器(8)、氣軌總成(7)、和發(fā)動(dòng)機(jī)(13)依次連接，構(gòu)成CNG燃料供給單元； 冷卻液溫度傳感器(6.1)和轉(zhuǎn)速傳感器(6.6 )安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)(6 )本體上，進(jìn)氣溫度壓力傳感器(6.2)和節(jié)氣門閥體總成(6.4)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管上；氧傳感器(6.3)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上；汽油泵繼電器(2.1)和汽油泵(2)連接，點(diǎn)火線圈(6.5)和高壓電磁閥(9)與發(fā)動(dòng)機(jī)(6)連接； 電子控制單元(12)分別與上述7個(gè)傳感器和4個(gè)執(zhí)行部件連接，實(shí)現(xiàn)控制。
2.按權(quán)利要求1所述的雙燃料供給系統(tǒng)，其特征在于: 所述的電子控制單元(12)是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制和指揮中心，它包括16位單片機(jī)CPU與該單片機(jī)的輸入端相連的傳感器和與單片機(jī)的輸出端相連接的執(zhí)行部件； 電子控制單元(12)的輸入端分別與進(jìn)氣溫度壓力傳感器(6.1)、冷卻液溫度傳感器(6.2)、氧傳感器(6.3)、車速傳感器(6.6)、燃?xì)鉁囟葌鞲衅?7.1)、燃?xì)鈮毫鞲衅?7.2)和減壓器水溫傳感器(8.1)連接，獲取傳感信息； 電子控制單元(12)的輸出端分別與汽油泵繼電器(2.1)、節(jié)氣門閥體總成(6.4)、點(diǎn)火線圈(6.5)和高壓電磁閥(9)連接，實(shí)現(xiàn)控制。
3.基于權(quán)利要求1所述雙燃料供給系統(tǒng)的電子控制單元控制油氣兩種燃料切換的工作流程，其特征在于: ①ECU開始工作(301) ECU采集傳感器輸入數(shù)據(jù)，并向執(zhí)行部件發(fā)送行動(dòng)指令，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)(6)工作； ②E⑶判斷采集減壓器水溫信號(hào)是否小于50°C(302)，是則進(jìn)入步驟③，否 則通過(guò)E⑶控制天然氣系統(tǒng)啟動(dòng)工作(309)后轉(zhuǎn)跳到步驟⑥； ③E⑶控制汽油系統(tǒng)啟動(dòng)工作(303)； ④E⑶判斷采集減壓器水溫信號(hào)是否大于50°C和CNG壓力是否大于250kpa (304)，是則進(jìn)入步驟⑤，否則轉(zhuǎn)跳到步驟③； ⑤E⑶控制汽油切換到CNG系統(tǒng)工作(305)； ⑥ECU判斷節(jié)氣門開度是否大于80%、油位信號(hào)是否正常和轉(zhuǎn)速變化率是否 大于250 (306)，是則進(jìn)入步驟⑦，否則轉(zhuǎn)跳到步驟⑤或通過(guò)E⑶控制天然氣系統(tǒng)啟動(dòng)工作(309)后繼續(xù)步驟⑥； ⑦E⑶控制CNG切換到汽油系統(tǒng)工作(307)； ⑧ECU判斷節(jié)氣門開度是否大于80%、油位信號(hào)是否正常和轉(zhuǎn)速變化率是否 大于250 (308)，是則轉(zhuǎn)跳到步驟⑤，否則轉(zhuǎn)跳到步驟⑦。
【文檔編號(hào)】F02D19/06GK103628989SQ201310617995
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王和平, 余俊法 申請(qǐng)人:武漢市菱電汽車電子有限責(zé)任公司