专利名称：一种利用油门位置信号转换控制柴油-替代燃料发动机的方法
技术领域：
本发明属于汽车电子控制领域，适用于在原电控柴油机加装替代燃料电控系统实现双燃料掺烧的控制。
背景技术：
在柴油燃料价格日益增高，可用石油资源日益减小，人们不断寻求在现有的柴油 机上，不改变柴油机基本结构的前提下，加装替代燃料的控制模块，采用柴油和替代燃料掺烧，在满足动力性、可靠性、经济性、环保性的前提下，最大限度的提高替代燃料的比例，以减小发动机对柴油的需求量。所述的替代燃料可以是天然气、醇类及其它适用于与柴油掺烧的燃料。为表征双燃料模式替代燃料的效能，定义一个特性参量“替代率相同工况下(发动机输出扭矩和转速)，纯柴油模式燃油耗量ql与双燃料模式下引燃油量q3之差被纯柴油模式下燃油耗量ql除的商，用r表示，即
r=(ql-q3)/ql
双燃料模式的基本控制策略是在保证发动机安全稳定运行的前提下，替代率r最大。换言之，就是引燃油量越小越好。因此，如何对引燃油量实施控制是双燃料模式的关键问题。对于原柴油机为电喷系统改装成双燃料发动机情形，就是要找到一种办法，用加装的替代燃料电控单元控制原柴油机电控单元对柴油喷射量的控制，也就是说柴油机电控单元对柴油的喷射量信息不直接来源于表征驾驶者对输出扭矩需求的油门位置传感器，而来源于替代燃料电控单元的信息。
发明内容
本发明根据技术背景的需求，提出一种利用油门位置信号转换控制柴油-替代燃料发动机的方法
在原具有电控单元的柴油发动机上加装替代燃料电控系统。如图I所示，替代燃料电控系统包括替代燃料电控单元(5)和双路触点继电器(3)，将油门踏板位置传感器电压输出信号(2)连接继电器(3)的下路输入端，下路的常闭触点连接柴油机电控单元(4)的油门踏板位置传感器电压信号输入接口，下路的常开触点连接替代燃料电控单元(5)的油门踏板位置传感器电压信号输入接口，替代燃料电控单元(5 )的D/A转换模拟电压信号(6 )连接继电器(3)的上路输入端，上路的常开触点连接柴油机电控单元(4)的油门踏板位置传感器电压信号输入接口。替代燃料电控单元(5 )控制继电器(3 )两路触点吸合，使柴油机电控单元(4 )与油门踏板位置传感器电压信号输出线(2 )脱离的同时连接至替代燃料电控单元D/A转换模拟电压输出口( 6 )。为保证双燃料模式下的发动机功率基本一致，须使该模式下替代燃料的热值与引燃柴油的热值之和等于纯柴油模式下的柴油热值，即:
Q1=Q2+Q3，
Ql :纯柴油模式下柴油燃烧热值。Q2 :双燃料模式下替代燃料燃烧热值。Q3 :双燃料模式下引燃柴油燃烧热值。启用双燃料模式，替代燃料电控单元使继电器通电吸合触点，油门踏板位置传感器信号线与柴油机电控单元断开并被接入替代燃料电控单元，同时柴油机电控单元油门位置传感器信号接口由继电器另一触点接至替代燃料电控单元的D/A转换模拟电压输出口，由替代燃料电控单元行使对柴油机电控单元的喷射油量控制权。若此刻油门踏板位置传感 器信号表示的踏板开度为A%，替代燃料电控单元根据油门踏板传感器(I)信号，通过事先试验标定取得的MAP (数据图表)，查找到引燃柴油量q3和替代燃料量q2。再通过另一张原柴油机电控单元柴油喷射量与其油门踏板位置传感器电压的关系MAP查找到所对应的电压，通过D/A转换模拟电压输出给柴油机电控单元的原油门踏板位置传感器所对应的信号线，以取代从原油门踏板位置传感器获取的电压，进而产生q3喷射油量。这样柴油机电控单元对柴油的喷射量信息不直接来源于油门位置传感器电压，而来源于替代燃料电控单元的信息。启用纯柴油模式，替代燃料电控单元将继电器触点释放，油门踏板位置传感器信号线回复默认的与柴油机电控单元相连的状态，D/A转换模拟电压输出与柴油机电控单元断开。柴油机电控单元直接采集油门踏板位置传感器信号，独立实现柴油机控制，不受替代燃料电控系统的干涉。本发明的有益效果是不改变原机的基本结构，只是对油门踏板位置传感器信号进行转换，实现双燃料掺烧；又能简便的切换到纯柴油模式，保持原机正常运行。
图I为本发明的系统结构1-油门踏板位置传感器，2-油门踏板位置传感器电压输出，3-双路触点继电器，4-柴油机电控单元，5-替代燃料电控单元，6-D/A转换模拟电压输出。图2为本发明具体实施的柴油和替代燃料消耗率X轴-发动机转速，Y轴-燃料消耗率，曲线I-纯柴油消耗率，曲线2-双燃料模式下引燃柴油消耗率，曲线3-双燃料模式下替代燃料消耗率。
具体实施例方式根据发明内容的技术方案在原柴油发动机上加装替代燃料电控系统，按照以下步骤实施
I.启用双燃料模式，替代燃料电控单元上电后，控制继电器双路触点吸合，油门踏板位置传感器信号线与柴油机电控单元断开并被接入替代燃料电控单元，替代燃料电控单元的D/A转换模拟电压输出口由继电器另一触点接入柴油机电控单元油门踏板位置传感器信号接口。2.替代燃料电控单元实时的采集油门踏板位置传感器电压信号，其对应的油门踏板开度为A%。替代燃料电控单元根据油门踏板开度八%，通过事先试验标定取得的MAP (数据图表)，查找到引燃柴油量q3和替代燃料量q2。再通过另一张原柴油机电控单元柴油喷射量与其油门踏板位置传感器电压的关系MAP查找到所对应的电压，通过D/A转换模拟电压输出给柴油机电控单元的原油门踏板位置传感器所对应的信号线，以取代从原油门踏板位置传感器获取的电压，进而产生q3喷射油量。3.启用纯柴油模式，替代燃料电控单元将继电器触点释放，油门踏板位置传感器信号线回复默认的与柴油机电控单元相连的状态，D/A转换模拟电压输出与柴油机电控单元断开。柴油机电控单元直接采集油门踏板位置传感器信号，独立实现发动机控制，不受替 代燃料电控系统的干涉。4.通过台架试验和实机运行，得到图2所示的燃料消耗率，由图2中的曲线对比可知，本发明的具体实施运用，大大减小了柴油的需求量，满足了原机的动力性和可靠性，经济性和排放指标更优。
权利要求
1.一种利用油门位置信号转换控制柴油-替代燃料发动机的方法，其特征在于在原柴油发动机电控系统中加装替代燃料电控系统，替代燃料电控系统包括替代燃料电控单元和双路触点继电器，将油门踏板位置传感器电压输出信号连接继电器的下路输入端，下路的常闭触点连接柴油机电控单元的油门踏板位置传感器电压信号输入接口，下路的常开触点连接替代燃料电控单元的油门踏板位置传感器电压信号输入接口，替代燃料电控单元的D/A转换模拟电压信号连接继电器的上路输入端，上路的常开触点连接柴油机电控单元的油门踏板位置传感器电压信号输入接口 ；其具体控制方式如下 替代燃料电控单元使继电器通电吸合触点，油门踏板位置传感器信号线与柴油机电控单元断开并被接入替代燃料电控单元，同时柴油机电控单元油门位置传感器信号接口由继电器另一触点接至替代燃料电控单元的D/A转换模拟电压输出口，由替代燃料电控单元行使对柴油机电控单元的喷射油量控制权，若此刻油门踏板位置传感器信号表示的踏板开度为A%，替代燃料电控单元根据油门踏板传感器信号，通过事先试验标定取得的数据图表 MAP，查找到引燃柴油量q3和替代燃料量q2，再通过另一张原柴油机电控单元柴油喷射量与其油门踏板位置传感器电压的关系MAP查找到所对应的电压，通过D/A转换模拟电压输出给柴油机电控单元的原油门踏板位置传感器所对应的信号线，以取代从原油门踏板位置传感器获取的电压，进而产生q3喷射油量。
全文摘要
一种利用油门位置信号转换控制柴油-替代燃料发动机的方法，在原柴油机加装替代燃料电控系统，包括一个双路触点继电器和替代燃料电控单元。继电器通电时，油门位置信号线与柴油机电控单元断开并经过一路触点被接入替代燃料电控单元，替代燃料电控单元的D/A转换模拟电压输出口由继电器另一触点接入柴油机电控单元，以控制引燃柴油量。纯柴油模式时，继电器断电时，油门位置信号线回复默认的与柴油机电控单元相连的状态，D/A转换模拟电压输出与柴油机电控单元断开，原机不受替代燃料电控系统的干涉。本发明的应用，符合原机的动力性及可靠性要求，经济性及排放指标更优，普适于电控柴油机改装成替代燃料掺烧的双燃料发动机的控制。
文档编号F02D19/06GK102767435SQ20121025913
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者张育华, 张金华, 王洪, 陈美镇 申请人:镇江恒驰科技有限公司