技术领域
[0001] 本
发明涉及发动机燃料供给控制领域，尤其涉及一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统及控制方法。
背景技术
[0002] 随着
汽车供应的减少及其价格的提高，替代燃料和燃料贮存的需求量越来越大，应用于汽车的替代燃料和燃料贮存方法变得越来越有吸引
力。市面上，车辆大多由燃油驱动，即
汽油或柴油，这类传统燃料的
缺陷是
能源短缺和环境污染。能源短缺直接制约了汽车工业的发展，寻找一种替代传统燃油的燃料逐渐成为共识。
[0003] 为了缓解了能源紧张，减少了尾气排放，汽车燃料逐渐采用
液体燃料和气体燃料进行驱动，如
天然气、
液化气、甲醇、
乙醇等，替代燃料的出现在一定程度上缓解了能源紧张且减少了尾气排放。为了实现替代燃料在汽车上的使用，汽车行业内生产出了发动机双燃料系统，双燃料通常有两套独立的系统，其缺陷是燃油与液体燃料、或者燃油与气体燃料不能同时存在同一车辆上，而且燃料喷射系统只局限于燃油与替代燃料，这种双燃料系统结构制约其它替代燃料的发展空间，且替代燃料的利用率不高，从而影响了发动机的效率。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对
现有技术中发动机燃料供给系统的存在多种燃料不能同时存在于同一系统中，燃料喷射系统仅局限于双燃料，的缺陷，提供一种多燃料多轨式发动机燃料供给系统及控制方法，解决了多种燃料在同一台车辆系统上的转换使用，不用更换其它燃料控制和供给系统，节省材料，切换平稳。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，包括燃料供应单元、控制单元Electronic Control Unit、燃料喷射单元以及
传感器组件；所述控制单元ECU控制内置于所述燃料供应单元中的燃料经由所述燃料喷射单元进入发动机，传感器组件将发动机运转状态和燃料的状态参数监控实时反馈给所述控制单元ECU，所述控制单元ECU通过
算法运算控制燃料通道的通与断、燃料喷射量，所述燃料供应单元至少包括第一燃料供应单元与第二燃料供应单元，所述第一燃料供应单元供应汽油或柴油；所述第二燃料供应单元供应液体燃料或气体燃料，所述第二燃料供应单元包括液体燃料供应单元和气体燃料供应单元，所述液体燃料供应单元与所述气体燃料供应单元并行设置；所述燃料喷射单元至少包括：第一喷射单元，以供喷射来自所述第一燃料供应单元的汽油或柴油；第二喷射单元，以供喷射来自所述第二燃料供应单元的液体燃料；第三喷射单元，以供喷射来自所述第二燃料供应单元的气体燃料。
[0006] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，优选的，所述控制单元ECU内置至少二种或二种以上燃料控制处理执行器，分别控制执行来自所述第一燃料供应单元的汽油或柴油、所述第二燃料供应单元的液体燃料和气体燃料。
[0007] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，优选的，所述第一燃料供应单元包括第一
燃料箱、燃料
泵、液位计、连通所述第一燃料箱至所述第一喷射单元的输送油轨以及控制油路通断的第一电磁
阀，所述第一
电磁阀的开与关由所述控制单元ECU控制。
[0008] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，优选的，所述第二燃料供应单元包括第二燃料箱、液体电磁阀、气体电磁阀、打气泵或燃料泵、液位计以及连通所述第二燃料箱至所述燃料喷射单元的输送
导管；所述第二燃料箱上开设有液体加注口和气体加注口，所述液体电磁阀、所述打气泵构成的液体通路与所述气体电磁阀构成的气体通道并行后汇入所述输送导管，所述液体电磁阀与所述气体电磁阀的开与关由所述控制单元ECU控制。
[0009] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，优选的，当所述第二燃料箱内加注液体燃料时，所述液体电磁阀与所述打气泵或燃料泵开启，所述气体电磁阀关闭，所述液体燃料在所述打气泵或燃料泵的驱动下进入所述输送导管；当所述第二燃料箱内加注气体燃料时，所述液体电磁阀与所述打气泵或燃料泵关闭，所述气体电磁阀开启，所述气体燃料进入所述输送导管。
[0010] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，优选的，所述喷射单元还包括：控制喷射油路通与断的电磁阀、喷射装置、连通所述喷射装置与发动机的进气
歧管或混合燃料室。
[0011] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，优选的，包括模式选择液面显示器
开关和USB通讯
接口，所述模式选择液面显示器开关连接至所述控制单元ECU和液位器；所述模式选择液面显示器开关可直接开启/切换第一燃料供应单元或第二燃料供应单元，并显示液面高度；所述USB通讯接口与调参
软件、控制单元ECU相连；通过所述调参软件显示发动机运转状态和
气缸内燃料的状态参数，对发动机的性能参数进行实时数据化显示、数据趋势分析和故障报警，优化后的控制参数实时准确发送到控制单元ECU，所述控制单元ECU实时收到状态参数与目标参数进行对比运算，并将优化好的目标参数写入储存器，实现对标定控制参数的在线
修改，控制参数的接受与发送。
[0012] 本发明还提供一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，所述第一燃料供应单元中的汽油或柴油经由所述输送油轨、所述第一喷射单元进入发动机中；所述第二燃料供应单元中的液体燃料或气体燃料经由所述输送导管、所述第二喷射单元或所述第三喷射单元进入发动机中；所述传感器组件检测所述发动机运转状态参数，并将监控状态参数传送至所述控制单元ECU，当所述发动机运转状态参数达到目标设定值时，所述控制单元ECU通过电磁阀开关实现所述第一燃料供应单元与第二燃料供应单元之间的切换。
[0013] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，优选的，当发动机启动时，所述控制单元ECU默认开启所述第一燃料供应单元；当发动机运转
温度、转速达到目标设定值时，控制单元ECU通过
氧气传感器、
压力传感器等元件监控发动机运转状态，并将监控参数与所述控制单元ECU目标设定控制参数一一对应判断调整优化后，所述控制单元ECU开启所述第二燃料供应单元，同时关闭所述第一燃料供应单元。
[0014] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，优选的，所述第二燃料供应单元提供液体燃料时，所述控制单元ECU通过电磁阀切断气体通道和适时关闭第三喷射单元；开启液体电磁阀，运行打气泵或燃料泵和第二喷射单元，转换到液体燃料运行模式。所述第二燃料供应单元提供气体燃料时，所述控制单元ECU通过电磁阀切断液体通道和适时关闭第二喷射单元，开启气体电磁阀，运行第三喷射单元，转换到气体燃料运行模式。
[0015] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，优选的，当所述第一燃料供应单元提供的燃料耗尽时，监控的发动机运转参数符合或接近标定的目标控制参数，所述控制单元ECU默认所述第二燃料供应单元的燃料优先启动。
[0016] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，优选的，当所述第一燃料供应单元供应柴油时，所述控制单元ECU可以同时开启所述第一燃料供应单元与所述第二燃料供应单元；发动机柴油的喷射量和发动机参数由所述传感器将其接受传输至所述控制单元ECU中，所述控制单元ECU根据发动机运转状态和柴油的喷射时间来实时调整所述第二燃料供应单元的燃料供应。
[0017] 本发明一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，优选的，当所述第一燃料供应单元供应柴油时，所述第二燃料物理特性与柴油不相同或相差比较远，第一燃料供应单元与所述第二燃料供应单元同时开启，所述柴油喷射量占总量的10％至20％，所述第二燃料供应单元提供的燃料占80％至90％；所述第二燃料供应单元与柴油具有共性时，所述控制单元ECU1适时关闭所述第一燃料供应单元，适时启动所述第二燃料供应单元。
[0018] 本发明可达到以下有益效果：通过同时设置第一燃料供应单元和第二燃料供应单元，第一燃料供应单元提供主燃料汽油或柴油，第二燃料供应单元提供辅助燃料，第二燃料供应单元包括并行设置液体燃料供应单元和气体燃料供应单元，从而实现第二燃料供应单元既可提供液体燃料也可提供气体燃料；通过控制单元ECU控制来实现多种燃料之间的切换，解决了多种燃料在同一发动机燃料供给系统的转换使用，不用更换其它燃料系统，节省材料，切换平稳。
附图说明
[0019] 下面将结合附图及
实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0020] 图1是本发明实施例提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的结构示意图；
[0021] 图2是本发明实施例提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的主控单元ECU的结构示意图；
[0022] 图3是本发明实施例提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的第二燃料供应单元的结构示意图；
[0023] 图4是本发明实施例提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法的流程示意图一；
[0024] 图5是本发明实施例提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法的流程示意图二；
[0025] 图6是本发明实施例提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法的流程示意图三；
[0026] 附图标号说明：
[0027] 1、控制单元ECU 11、第一燃料处理器
[0028] 12、第二燃料处理器 13、USB接口
[0029] 2、模式选择显示器开关 3、第一燃料供应单元
[0030] 31、第一燃料箱 32、燃料泵
[0031] 33、输送油轨 34、第一电磁阀
[0032] 4、第二燃料供应单元 41、第二燃料箱
[0033] 42、液体电磁阀 43、打气泵
[0034] 44、气体电磁阀 45、输送导管
[0035] 46、液体加注口 47、气体加注口
[0036] 5、燃料喷射单元 51、第一喷射单元
[0037] 52、第二喷射单元 53、第三喷射单元
[0038] 54、电磁阀 55、电磁阀
具体实施方式
[0040] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0041] 如图1所示，为本发明的一个实施例，一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统，包括燃料供应单元、控制单元ECU1(Electronic Control Unit)、燃料喷射单元5以及传感器组件。本发明提供的多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的系统原理为：控制单元ECU1
信号控制燃料供应单元中的燃料经由燃料喷射单元5进入发动机6内，传感器组件将发动机运转状态和燃料的状态参数实时反馈给控制单元ECU1，控制单元ECU1通过算法运算控制燃料通道的通与断、燃料喷射时间，此处燃料通道为两个或者多个。如图1所示，燃料供应单元至少包括第一燃料供应单元3与第二燃料供应单元4，第一燃料供应单元3供应汽油或柴油，汽油或柴油为发动机的主燃料，可以理解，主燃料也可以为其他常用的油类或替代燃料。为了实现多种燃料供应，第二燃料供应单元4可以供应液体燃料或气体燃料，如图1所示，第二燃料供应单元4包括液体燃料供应单元和气体燃料供应单元，液体燃料供应单元与气体燃料供应单元并行设置当供应液体燃料时，气体燃料通道被关闭；当供应气体燃料时，液体燃料被关闭。燃料喷射单元5至少包括：第一喷射单元51，以喷射来自第一燃料供应单元3的汽油或柴油；第二喷射单元52，以喷射来自第二燃料供应单元4的液体燃料；第三喷射单元53，以喷射来自第二燃料供应单元4的气体燃料。可以理解，燃料喷射单元5还可以包括第四、第五......第N喷射单元，此处喷射单元的数量与燃料的种类数量一致。
[0042] 在上述技术方案的
基础上，作为优选，如图2所示，控制单元ECU1内置至少二种或二种以上燃料控制处理执行器，即：第一燃料控制处理执行器11、第二燃料控制处理执行器12、第三燃料控制处理执行器，分别控制和执行来自第一燃料供应单元3的汽油或柴油、第二燃料供应单元4的液体燃料和气体燃料。可以理解，控制单元ECU1中还可以内置第四......第N燃料控制处理执行器，此处燃料控制处理执行器的数量与燃料的种类数量一致。
[0043] 具体的，如图1所示，第一燃料供应单元3包括第一燃料箱31、燃料泵32、
过滤器、液位计、连通第一燃料箱31至第一喷射单元51的输送油轨33以及控制油路通断的第一电磁阀34，第一电磁阀34的开与关由控制单元ECU1控制。模式选择液面显示开关2后，控制单元ECU通过打开第一电磁阀34、燃料泵32、电磁阀55从而启动第一燃料供应单元3和第一喷射单元51。此处，燃料泵32可以位于第一燃料箱31内部，也可以位于第一燃料箱31的外部。
[0044] 在上述技术方案的基础上，具体的，如图3所示，第二燃料供应单元4包括第二燃料箱41、液体电磁阀42、气体电磁阀44、打气泵或燃料泵43、液位计以及连通第二燃料箱41至燃料喷射单元5的输送导管45。第二燃料箱41上开设有液体加注口46和气体加注口47，从而实现第二燃料箱41既可以储存液体燃料，也可以储存气体燃料。作为优选，液体电磁阀42、打气泵或燃料泵43构成的液体通路与气体电磁阀44构成的气体通道并行后汇入输送导管45，液体电磁阀42与气体电磁阀44的开与关由控制单元ECU1控制。此处输送导管45只有一根，节省原材料，当第二燃料箱41内更换燃料时，不需要单独安装输送导管，方便快捷。此外，第二燃料箱也可以安装使用气体压力瓶及其它燃料箱。可以理解，使用压力瓶或其它燃料箱也可以作为第二燃料箱系统使用。
[0045] 在上述技术方案的基础上，进一步的，控制单元ECU先根据传感器监控传输的参数来启动液体通道或气体通道，具体操作为：当第二燃料箱41内加注液体燃料时，液体电磁阀42与打气泵或燃料泵43开启，气体电磁阀44关闭，液体燃料在打气泵或燃料泵43的压力驱动下从燃料箱进入输送导管45；当第二燃料箱41内加注气体燃料时，液体电磁阀42与打气泵或燃料泵43关闭，气体电磁阀44开启，气体燃料通过燃料箱压力进入输送导管45。
[0046] 在上述技术方案的基础上，作为优选，液体燃料为醇类燃料，可以理解，此处液体燃料也可以为其他可燃性液体或替代性燃料。作为优选，气体燃料为天然气或液化气，可以理解，此处气体燃料也可也为其他可燃性气体替代性燃料。
[0047] 在上述技术方案的基础上，具体的，如图1所示，喷射单元还包括：控制喷射油路通与断的电磁阀54、电磁阀55、喷射装置、连通喷射装置与发动机6的进气歧管56。电磁阀55控制第一喷射单元51的通与断，电磁阀54控制第二、第三......第N喷射单元。多个喷射单元在进气歧管或混合燃料室56中汇合，然后进入发动机6的汽缸中。
[0048] 进一步的，传感器组件包括温度传感器、压力传感器、
转速传感器、氧气传感器、时间传感器以及流量传感器，以检测发动机6的运转状态和汽缸内燃料的状态参数并将其传送给主控单元ECU。主控单元ECU与氧气传感器相连，计算空气与气体混合物的比例，氧气传感器由
闭环系统控制，根据废气中的氧浓度，氧气传感器利用闭环控制调节空气燃料混合比，以确定空气与气体燃料混合比浓稀状态。当发动机处于闭环模式运行，氧传感器将信号传递给控制单元ECU并接受，控制单元ECU根据发动机运行条件控制空气-替代燃料混合，并修正现有的混合条件，维持在正常浓度之内。当发动机处于开环模式下运行时，控制单元ECU维持程序设定，并对进气压力传感器、转速传感器和速度传感器的
输出信号做出反应，开环运行模式发生的情况为启动、
加速、
刹车、负载、开启
空调、温度过低、空转、
电池电压等。当控制单元ECU
存储器和随机存储器处理并储存车辆运行期间的变量，其接收来自温度传感器、转速传感器、进气压力传感器、氧气传感器的信号，并遵循目标空气与气态燃料混合比来控制供给发动机的燃料，如发动机的温度稳定在设定值，转速正常时，氧传感器将信号传送到控制单元ECU，由闭环
控制器将空气与气体燃料混合物调制到符合要求的稀薄状态。当发动机启动，加速、负载大时，调制到浓度大的最佳状态，从而使燃料经济性最大化，动力性能跟原汽油/柴油燃料基本一致。
[0049] 在上述技术方案的基础上，作为优选，还包括模式选择液面显示开关器2和USB通讯接口，模式选择液面显示开关器2连接控制单元ECU1；可直接开启/切换第一燃料供应单元3或第二燃料供应单元4。并显示燃料液位高度。所述控制单元通过USB通讯接口13与调参软件相连；调参软件在线数据显示发动机6的运转状态和气缸内燃料的脉宽及状态参数，控制单元ECU1通过所述调参软件收到的状态参数调节所述第二燃料目标控制参数并进行对比运算以及时调节燃料流量。这种调参软件可多参数实时监控和在线调整并发送，对发动机各种性能参数实时数据化显示、分析和故障报警，调整后的控制参数能实时、准确发送到控制单元ECU1，实现发动机性能的全面优化。
可视化界面操作简单，可靠，中文调节界面，用户调节界面简单易懂。
[0050] 基于上述供给系统，如图4、图5、图6所示，本发明还提供一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统的控制方法，第一燃料供应单元3中的汽油或柴油经由输送油轨33、第一喷射单元51进入发动机6中；第二燃料供应单元4中的液体燃料/气体燃料经由输送导管45、第二喷射单元52/第三喷射单元53进入发动机6中。传感器组件检测发动机6内状态参数并传送至控制单元ECU1，当发动机6内状态参数达到设定值时，控制单元ECU1通过电磁阀实现第一燃料供应单元3与第二燃料供应单元4之间的切换，柔性化的切换方式，能够有效防止发动机抖动，保证发动机的原系统性能的稳定，车辆能够平稳行驶。
[0051] 在上述技术方案的基础上，作为优选，如图4所示，模式选择和液面显示开关器启动发动机时S1、S2，控制单元ECU1默认优先执行步骤S3开启第一燃料供应单元3，燃料通过第一喷射单元喷入进气歧管S4或混合燃料室后，进入发动机气缸内S5。当发动机6运转温度、转速达到设定值时S6，控制单元ECU1通过氧气传感器、压力传感器等监控参数与目标设定控制参数一一对应判断后，控制单元ECU1适时开启第二燃料供应单元S7，适时关闭第一燃料供应单元3。
[0052] 在上述技术方案的基础上，作为优选，如图3所示，第二燃料供应单元4提供液体燃料时，控制单元ECU1通过气体44电磁阀切断气体通道和适时关闭第三喷射单元53；开启液体电磁阀42，运行打气泵或燃料泵43和第二喷射单元52，转换到液体燃料运行模式。
[0053] 进一步的，第二燃料供应单元4提供气体燃料时，控制单元ECU1通过液体电磁阀42切断液体通道和适时关闭第二喷射单元52，开启气体电磁阀44，运行第三喷射单元53，转换到气体燃料运行模式，实现柔性化的切换。
[0054] 在上述技术方案的基础上，如图5所示，当第一燃料供应单元3提供的燃料S9耗尽时，发动机运转状态参数满足目标设定控制参数值，控制单元ECU1默认第二燃料供应单元4的燃料优先启动S7，适时关闭第一喷射单元和第一燃料供应单元S3，适时柔性的切换，能够有效防止发动机抖动，从而保证了发动机的
稳定性能，车辆能够平稳运行。
[0055] 在上述技术方案的基础上，当第二燃料供应单元4的燃料耗尽时或者达到设定的最高转速参数，控制单元ECU1会适时启动第一燃料供应单元3，从而保证车辆的正常行驶和原车辆出厂设定的最高时速。
[0056] 在上述技术方案的基础上，作为优选，如图6所示，当第一燃料供应单元3供应柴油时S10，控制单元ECU1同时开启第一燃料供应单元3与第二燃料供应单元4，此时主燃料和辅助燃料可能共同工作。传感器检测发动机6的运转状态和柴油的喷射状态参数并将其传输至控制单元ECU1中，控制单元ECU1根据发动机6运转状态和柴油的喷射状态来实时调整第二燃料供应单元4的燃料大小。柴油在发动机整个运行过程中，可能始终保持喷射，替代燃料喷射的量根据发动机需求或柴油的喷射调节大小。
[0057] 更优选的，当第一燃料供应单元3供应柴油时，第二燃料物理性质与柴油具有差别性时，第一燃料供应单元3与第二燃料供应单元4同时开启，柴油喷射量占总量的10％至20％，第二燃料供应单元4提供的燃料占80％至90％。第二燃料供应单元4燃料与柴油共性相同或相近时，控制单元ECU1适时关闭第一燃料供应单元，同时适时开启第二燃料供应单元4，完成从第一燃料到第二燃料的转换。
[0058] 本发明提供一种多燃料多轨式发动机燃料供给控制系统及其控制方法，其优点为：多燃料经济性佳；发动机性能提高；减少更换其它燃料控制系统成本
费用；避免更换系统时重复的零部件；可以在汽油和柴油车上进行安装，并根据不同的燃料进行不同的喷射，比双燃料单轨系统、双燃料双轨系统更合理，燃料泵寿命更长；非常平稳的由主燃料模式向辅助燃料模式切换或者辅助燃料向主燃料模式切换；操作简单，可靠，中文调节界面，用户调节界面简单易懂；加装的多燃料系统零部件少。
[0059] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
