对在用的车用柴油发动机进行柴油-LNG双燃料系统的的技术应用不仅能大幅降低发动机的污染物排放,而且大大降低汽车运行的燃料成本。本文基于柴油发动机进行“油改气”的研究项目,研究和开发一套完整的柴油—LNG双燃料发动机电子控制系统。本文采用机电结合控制方案,通过机械式喷油泵控制引燃柴油量以及ECU控制的天然气喷嘴来控制天然气的喷射量。针对柴油—LNG双燃料发动机对电控系统的要求,主要研究内容包括:1.对ECU主控电路板以及相应的硬件电路进行设计开发。采用的模块化的思想设计电控系统的主控硬件电路,将数字信号和模拟信号分离,将信号采集处理部分和功率驱动部分分离,能够有效地避免信号干扰,ECU主控电路主要包括:控制芯片最小工作模块、输入模块、输出模块和通信模块等。此外,设计并开发转速、冷却水温度、气体温度压力等信号采集电路和天然气喷嘴及步进电机驱动等硬件电路。2.对柴油-天然气双燃料发动机的控制策略进行了研究。控制策略分为工况管理策略和各工况处理策略。在工况管理策略中,根据不同工况的特征,确定不同的工作模式及相互转换关系,并据此来设计工作模式的判断策略。在工况处理策略中,将工况划分为启动-怠速工况、常规工况、过渡工况、限速工况、加速和减速工况,并根据各工况的工作特点制定相应的控制策略。3.以Freescale MC9S12XET256开发工具CodeWarrior软件为平台,用C语言对双燃料发动机转速子程序、传感器模拟信号的采集与处理程序及针对不同运行工况运行控制策略的程序设计,提出增量式PID算法对常规工况进行修正和利用模糊控制算法对加速工况时的天然气喷射脉宽进行实时控制。4.通过双燃料系统的发动机台架试验验证开发的电控系统能较好地实现柴油—LNG双燃料发动机的正确可靠运行。双燃料发动机的外特性、负荷特性试验数据表明:(1)研发的控制系统硬件电路和制定的控制策略能很好地实现柴油-LNG双燃料发动机的可靠、正确地运行;(2)双燃料发动机在中高负荷时的动力性与原机几乎一致;(3)天然气的掺烧能够有效改善柴油机的燃油经济性;(4)双燃料发动机的NOx和烟度排放明显下降,CO排放比原机有明显的上升。