一种通用小型汽油机多燃料电喷控制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种通用小型汽油机电喷控制技术，特别是一种通用小型汽油机多燃料电喷控制装置及方法。

背景技术

现有技术的小型汽油机电喷控制技术，基本为单燃油的电喷控制模式，而现有燃气方案是通过机械膜片式流量阀来控制流量，流量精度相对不稳定，当供气压力变化时，流量波动更大，且发动机启动的操作步骤较为复杂，操作体验感较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种通用小型汽油机多燃料电喷控制装置及方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，包括燃油电喷系统，其中，还包括燃气控制系统，所述燃气控制系统包括燃气控制器、燃气压力传感器和喷管，所述燃气控制器与所述燃油电喷系统的ECU连接，所述燃气压力传感器安装在燃气通道中并与所述燃气控制器连接，所述喷管与所述燃气控制器连接并与小型汽油机的节气门孔连通，所述燃气控制器调整所述喷管的开度以满足发动机所需的燃气流量，所述燃气压力传感器采集燃气的工作压力数据并传送至所述燃气控制器以自动修正流量数据，补偿不同燃气供气压力产生的流量变化，保证发动机工作稳定。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，所述燃气控制器为电磁阀或步进电机。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，所述燃气控制器为电磁阀时，采用设定频率或变频模式，并通过调整所述电磁阀的打开时间调整燃气的流量。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，所述燃气控制器为步进电机时，所述ECU通过控制所述步进电机的步数调整所述喷管的开度以控制燃气的流量。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，所述燃气控制系统与所述燃油电喷系统为一体结构件，或所述燃气控制系统与所述燃油电喷系统为分体式结构件并通过管道连接。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，还包括多档开关，与所述燃油电喷系统的ECU连接，用于发动机从燃油转换到燃气工作时，发送通断信号到所述ECU，所述ECU识别工作时的燃料状态，并自动切换不同燃料所需要的流量数据。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，所述多档开关于低温启动时发送所述通断信号，所述ECU默认从燃油模式启动，启动工作正常后，再自动切换到燃气工作模式。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，发动机从燃油转换到燃气工作时，所述燃气压力传感器采集燃气压力值，并根据所述燃气压力值是否超过压力设定值判断燃气是否接通，所述ECU自动识别工作时的燃料状态，并自动切换不同的流量数据。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，还包括氧传感器，用于采集发动机尾气排出的含氧量数据并传送至所述ECU，所述ECU根据所述含氧量数据修正流量参数，以保证发动机正常运行的空燃比。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，其中，所述燃气控制系统能独立实现单独燃气电子控制。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种通用小型汽油机多燃料电喷控制方法，其中，包括如下步骤：

S100、燃气工作模式，启动发动机选择并切换至燃气工作模式，ECU控制电磁阀或步进电机提供发动机正常工作所需的流量；通过燃气压力传感器采集燃气的工作压力，并自动修正流量数据；

S200、自动识别工作模式，启动发动机并转换至自动识别工作模式，所述燃气压力传感器采集的燃气压力值大于压力设定值时，所述ECU识别并为切换为燃气工作模式，控制所述电磁阀或步进电机提供发动机正常工作时所需的流量；通过燃气压力传感器采集燃气的工作压力，并自动修正流量数据；以及

S300、在低温下，启动发动机并通过转换开关切换到燃油启动后，自动进入燃气工作模式，所述ECU默认先打开燃油供油模式，当启动正常后，自动切换到燃气工作模式，控制电磁阀或步进电机提供发动机正常工作时所需的流量；通过燃气压力传感器采集燃气的工作压力，并自动修正流量数据。

上述的通用小型汽油机多燃料电喷控制方法，其中，在步骤S100-S300中，还分别包括：

通过氧传感器采集发动机尾气排出的含氧量数据并传送至所述ECU，所述ECU根据所述含氧量数据修正流量参数，以保证发动机正常运行的空燃比。

本发明的技术效果在于：

本发明实现了在通用小型汽油机上多燃料应用，提升了燃气流量的控制精度，并可以根据燃气压力的大小自动进行流量修正，采用电磁阀或步进电机进行流量控制，发动机可以充份利用燃气的电控系统，通过氧传感器进行闭环控制，使发动机运行在理想空燃比的范围内，起到节能减排的作用。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的装置结构示意图；

图2为本发明一实施例的步骤S100工作原理图；

图3为本发明一实施例的步骤S200工作原理图；

图4为本发明一实施例的步骤S300工作原理图。

其中，附图标记

1多档开关

2ECU

3点火器

4喷油器

5喷管

6燃气控制器

7燃气压力传感器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实施例的装置结构示意图。本发明的通用小型汽油机多燃料电喷控制装置，包括燃油电喷系统，包括ECU2及与该ECU2连接的点火器3和喷油器4等，该装置还包括燃气控制系统，所述燃气控制系统与所述燃油电喷系统可为一体结构件，或所述燃气控制系统与所述燃油电喷系统可为分体式结构件并通过管道连接，所述燃气控制系统能独立实现单独燃气电子控制。所述燃气控制系统为LPG(液化石油气)、NG(天然气)或其它类型的燃气控制系统，包括燃气控制器6、燃气压力传感器7和喷管5，所述燃气控制器6与所述燃油电喷系统的ECU2连接，所述燃气压力传感器7安装在通用小型汽油机的燃气通道中并与所述燃气控制器6连接，所述喷管5与所述燃气控制器6连接并与通用小型汽油机的节气门孔连通，所述燃气控制器6调整所述喷管5的开度以满足发动机所需的燃气流量，所述燃气压力传感器7采集燃气的工作压力数据并传送至所述燃气控制器6以自动修正流量数据，补偿不同燃气供气压力产生的流量变化，保证发动机工作稳定。

本实施例中，所述燃气控制器6优选为电磁阀或步进电机。当所述燃气控制器6为电磁阀时，采用设定频率或变频模式，并通过调整所述电磁阀的打开时间调整燃气的流量。所述燃气控制器6为步进电机时，所述ECU2通过控制所述步进电机的步数调整所述喷管5的开度以控制燃气的流量。还可包括氧传感器，用于采集发动机尾气排出的含氧量数据并传送至所述ECU2，所述ECU2根据所述含氧量数据修正流量参数，以保证发动机正常运行的空燃比。

本实施例还可包括多档开关1，与所述燃油电喷系统的ECU2连接，用于发动机从燃油转换到燃气工作时，发送通断信号到所述ECU2，所述ECU2识别工作时的燃料状态，并自动切换不同燃料所需要的流量数据。所述多档开关1于低温启动时发送所述通断信号，所述ECU2默认从燃油模式启动，启动工作正常后，再自动切换到燃气工作模式。

本发明的一实施例中，发动机从燃油转换到燃气工作时，所述燃气压力传感器7采集燃气压力值，并根据所述燃气压力值是否超过压力设定值判断燃气是否接通，所述ECU2自动识别工作时的燃料状态，并自动切换不同的流量数据。

参见图2-图4，图2为本发明一实施例的步骤S100工作原理图，图3为本发明一实施例的步骤S200工作原理图；图4为本发明一实施例的步骤S300工作原理图。本发明的通用小型汽油机多燃料电喷控制方法，包括如下步骤：

步骤S100、燃气工作模式，启动发动机选择并切换至燃气工作模式，ECU2控制电磁阀或步进电机提供发动机正常工作所需的流量；通过燃气压力传感器7采集燃气的工作压力，并自动修正流量数据；

步骤S200、自动识别工作模式，启动发动机并转换至自动识别工作模式，所述燃气压力传感器7采集的燃气压力值大于压力设定值时，所述ECU2识别并切换为燃气工作模式，控制所述电磁阀或步进电机提供发动机正常工作时所需的流量；通过燃气压力传感器7采集燃气的工作压力，并自动修正流量数据；以及

步骤S300、在低温下，启动发动机并通过转换开关切换到燃油启动后，自动进入燃气工作模式，所述ECU2默认先打开燃油供油模式，当启动正常后，自动切换到燃气工作模式，控制电磁阀或步进电机提供发动机正常工作时所需的流量；通过燃气压力传感器7采集燃气的工作压力，并自动修正流量数据。

其中，在步骤S100-S300中，还可分别包括：通过氧传感器采集发动机尾气排出的含氧量数据并传送至所述ECU2，所述ECU2根据所述含氧量数据修正流量参数，以保证发动机正常运行的空燃比。

本发明的多燃料应用指燃油、燃气，或者油气混合。如图2所示，可通过手动将开关切换到燃气的工作模式：发动机启动时，通过选择燃料转换开关转换到燃气模式，ECU2识别到燃气模式后，将系统切换为燃气工作模式，ECU2控制电磁阀或步进电机，提供发动机所需的正常工作时的流量，通过燃气压力传感器7采集燃气的工作压力，自动进行修正流量数据，氧传感器通过采集发动机尾气排出的含氧量，自动进行修正流量参数，保证发动机运行在合适的空燃比范围内，使发动机正常工作。

如图3所示，通过手动将开关切换到自动识别的工作模式：发动机启动时，通过选择开关转换到自动识的工作模式，当燃气压力传感器7识别到燃气压力大于压力设定值如多少KPa时，ECU2识别为燃气工作模式，将系统切换为燃气工作模式，控制电磁阀或步进电机，提供发动机所需的正常工作时的流量。通过燃气压力传感器7采集燃气的工作压力，自动进行修正流量数据，氧传感器通过采集发动机尾气排出的含氧量，自动进行修正流量参数，保证发动机运行在合适的空燃比范围内，使发动机正常工作。

如图4所示，通过手动将开关切换燃油启动后，自动进入燃气工作模式：发动机启动时，通过转换多档开关1切换到燃油启动后，自动进入燃气工作模式，ECU2默认先打开燃油供油模式，当启动正常后，自动切换到燃气工作模式，控制电磁阀或步进电机，提供发动机所需的正常工作时的流量。通过燃气压力传感器7采集燃气的工作压力，自动进行修正流量数据，通过氧传感器采集发动机尾气排出的含氧量，自动进行修正流量参数，保证发动机运行在合适的空燃比范围内，使发动机正常工作，这种模式在低温下发动机可以快速启动。

本发明利用通用小型汽油机的燃油电子控制系统，在节气门的节气门孔通道边设置了一路LPG(液化石油气)、NG(天然气)或其它类型的燃气控制系统，包括电磁阀或步进电机，在燃气通道中设置了燃气压力传感器7，其中有一支喷管5同节气门孔相通，利有燃油电子控制系统的ECU2控制电磁阀或步进电机，并通过电磁阀或步进电机来控制喷管5开度的大小来控制发动机所需要燃气流量大小，通过燃气压力传感器7，可以自动补偿不同燃气供气压力产生的流量变化，保证发动机工作稳定。电磁阀优选占空比电磁阀，一定频率下通过调整通电时间，通电时间越长，燃气进入喷管5的流量越大，反之则变小。步进电机通过调整步数，通过螺杆控制同喷管5配合的高度，当开度越大时，燃气的流量就越大，反之则减小。其中，燃气控制系统可以为与燃油电喷系统整体式，也可为通过管道与燃油电喷系统相连的分体式结构，由于不同发动机的结构不同，在节气门总成无法进行集成时，可在节气门总成以外的地方设置燃气部件，并通过管道相连。

当发动机从燃油转换到燃气工作时，可以通过外接多档开关1通断信号，发送到ECU2，识别工作时的燃料状态，并自动切换不同燃料所需要的流量数据。多档开关1的档位通过引线同ECU2相连，每个档位对应一套标定数据，通过开关档位转换，ECU2可以自动识别要转换的燃料要求。由于液化气和天然气的工作压力不同，通过燃气压力传感器7识别到不同的压力时，ECU2自动转换到相应的参数，不同的参数在发动机标定时已保存在存贮器中。

当发动机从燃油转换到燃气工作时，也可通过燃气压力传感器7，采集燃气的压力，以燃气压力是否超过压力设定值，来判断燃气是否接通，ECU2自动识别工作时的燃料状态，并自动切换不同的流量数据。由于进入喷管5前的燃气压力有波动或有上下限偏差，喷管5打开同样的开度，压力的变化会造成燃气流量的变化，设置燃气压力传感器7后，ECU2通过读取燃气的压力值，自动控制占空比电磁阀的通电时间或调整步进电机的步数改变行程以满足合适工况下的燃气流量。

当低温启动时，可以通过外接多档开关1通断信号，默认先从燃油模式启动，当启动工作正常后，再自动切换到燃气工作模式。采用电磁阀控制燃气工作时，采用一定频率或变频模式，并通过调整电磁阀的打开时间的控制方式，来调整燃气的流量。采用步进电机控制燃气工作时，通过ECU2控制步进电机的步数，以控制与喷管5配合面的开度，调整燃气的流量。在去除燃油系统后，也可以单独使用LPG(液化石油气)、NG(天然气)或其它类型的燃气控制硬件，变成单独燃气电子控制，也就是只用到燃气的发动机，将燃油控制部分(包括喷油器4、燃油泵等)取消变成燃气系统。

本发明实现了在通用小型汽油机上多燃料应用，提升了燃气流量的控制精度，并可以根据燃气压力的大小自动进行流量修正，由于采用电磁阀或步进电机的流量控制方式，发动机可以充分利用燃气的电控系统，通过氧传感器进行闭环控制，使发动机运行在理想空燃比的范围内，起到节能减排的作用。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。