CN104454188B - 双燃料发动机汽油喷射量控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双燃料发动机汽油喷射量控制方法，该方法包括以下步骤：基于发动机当前运行状态，根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量；若当前汽油喷油量大于最大允许汽油喷油量时，以最大允许汽油喷油量执行汽油喷射；若当前汽油喷油量小于最小允许汽油喷油量时，以最小允许汽油喷油量执行汽油喷射；否则，以当前汽油喷油量执行汽油喷射。同时，本发明还涉及一种双燃料发动机汽油喷射量的控制系统。本发明的技术方案采用，使汽油喷油量符合使用需求并得到充分燃烧，降低THC排放，同时避免发动机噪声过大现象的发生，更大程度的发挥双燃料发动机的优势。

Description

双燃料发动机汽油喷射量控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及一种燃烧发动机中燃料喷射的控制技术，特别涉及一种双燃料发动机汽油喷射量控制方法；同时，本发明还涉及一种双燃料发动机汽油喷射量的控制系统。

背景技术

随着环境问题和能源问题越来越严峻，内燃机作为世界石油能源的主要“消费者”，首当其冲受到特别的关注。内燃机是目前全世界应用最为广泛的动力机械，短时间内是不可替代的，如何降低发动机的油耗，经济性越来越好，越来越环保，是近些年全球各大汽车厂商努力追求的目标。

传统发动机主要分为汽油机柴油机，汽油机排放较好，但其点燃方式决定其燃油经济性较差，柴油机压缩燃烧的方式保证了燃油经济型，但相应的NOX及其它排放较高。因此，双燃料发动机的采用，兼具了汽油和柴油的共同优点。双燃料发动机为气道喷射汽油，缸内喷射柴油燃料，柴油在上止点前喷射点燃汽油，用流体多点点火实现低油耗、低排放。在双燃料的结构中，车辆扭矩经过一些列的计算后，最终要转化为汽油、柴油预喷油量以及柴油主喷油量。然而，汽油的燃烧程度，对缸内温度比较敏感，当缸内温度过低时，发动机热氛围较低，汽油喷油量过大，造成无法充分燃烧，排放及燃烧稳定性较差；缸内温度较高时，汽油如果量过大，会造成压力升高率过高，发动机燃烧粗暴，噪声大，且容易造成对发动机本体的伤害，汽油量过小的话会不能充分发挥双燃料发动机低油耗低排放的优势。

基于如上的缺陷，现有技术中出现了发动机预喷控制方法，该方法根据发动机转速、主喷油量以及环境参数获得修正后的预喷油量和修正后的预喷油角，通过将实际喷油量和喷油角与预喷油量和预喷油角的比对，实现对预喷油量的控制。但由于缸内温度对汽油喷油量的影响较大，且缸内温度受到多种因素的制约，如上控制方法对汽油喷油量的控制仍不够精确。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种双燃料发动机汽油喷射量控制方法，以对汽油喷油量进行精确控制进而保证汽油燃烧充分。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双燃料发动机汽油喷射量控制方法，该方法包括以下步骤：

基于发动机当前运行状态，根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量；

若当前汽油喷油量大于最大允许汽油喷油量时，以最大允许汽油喷油量执行汽油喷射；若当前汽油喷油量小于最小允许汽油喷油量时，以最小允许汽油喷油量执行汽油喷射；否则，以当前汽油喷油量执行汽油喷射。

进一步的，所述的获取修正后的最大允许汽油喷油量包括以下步骤：

根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取最大允许参数值M；

根据获取的最大允许参数值M获取最大允许汽油喷油量，所述的最大允许汽油喷油量=循环进气量/（最大允许参数值M*14.7）。

进一步的，所述获取最大允许参数值M包括以下步骤：

根据循环进气量和发动机转速查表获取最大允许参数基础值A；

根据缸内温度，由修正曲线查找该缸内温度对应的第一修正系数；以及根据EGR率，由修正曲线查找该EGR率对应的第二修正系数；

由最大允许参数基础值A分别乘以第一修正系数和第二修正系数，得到第一修正值B和第二修正值C；

对最大允许参数基础值A、第一修正值B和第二修正值C求和后，得到最大允许参数值M。

进一步的，所述的获取修正后的最小允许汽油喷油量包括以下步骤：

根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取最小允许参数值N；

根据获取的最小允许参数值N获取最小允许汽油喷油量，所述的最小允许汽油喷油量=循环进气量/（最小允许参数值N*14.7）。

进一步的，所述获取最小允许参数值N包括以下步骤：

根据循环进气量和发动机转速查表获取最小允许参数基础值a；

根据缸内温度，由修正曲线查找该缸内温度对应的第一修正系数；以及根据EGR率，由修正曲线查找该EGR率对应的第二修正系数；

由获取最小允许参数基础值a分别乘以第一修正系数和第二修正系数，得到第三修正值b和第四修正值c；

对最小允许参数基础值a、第三修正值b和第四修正值c求和后，得到最小允许参数值N。

进一步的，所述的缸内温度由置于缸内的温度传感器获取。

进一步的，所述的EGR率由二氧化碳分析仪获取。

相对于现有技术，本发明所述的双燃料发动机汽油喷射量控制方法具有以下优势：

本发明所述的双燃料发动机汽油喷射量控制方法，由于根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率确定修正后的修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量，以使汽油喷油量符合使用需求并得到充分燃烧，降低THC排放，同时避免发动机噪声过大现象的发生，更大程度的发挥双燃料发动机的优势。

本发明的另一目的在于提出一种双燃料发动机汽油喷射量控制系统，包括主控单元，与主控单元相连的信号获取模块以及由主控单元控制的汽油喷油器，所述的信号获取模块包括：

发动机转速获取单元，用于获取当前状态下的发动机转速，并将发动机转速传送至主控单元；

循环进气量获取单元，用于获取当前状态下的空气循环进气量，并将空气循环进气量传送至主控单元；

缸内温度获取单元，用于获取当前状态下的发动机缸内温度，并将该温度传送至主控单元；

EGR率获取单元，用于获取当前状态下的EGR率，并将获取的EGR率传送至主控单元；

当前汽油喷油量获取单元，用于当前汽油喷油量，并将获取的当前汽油喷油量传送至主控单元；

所述的双燃料发动机汽油喷射量控制系统还包括，

第一计算模块，以计算最大允许汽油喷油量，并通过主控单元将计算获得的最大允许汽油喷油量存储至与主控单元相连的第一存储模块中；

第二计算模块，以计算最小允许汽油喷油量，并通过主控单元将计算获得的最小允许汽油喷油量存储至与主控单元相连的第二存储模块中；

比较器，与主控单元相连，用于将当前汽油喷油量与最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量进行比对。

进一步的，所述的缸内温度获取单元采用置于缸内的温度传感器。

进一步的，所述的EGR率获取单元采用二氧化碳分析仪。

所述双燃料发动机汽油喷射量控制系统与上述双燃料发动机汽油喷射量控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一的连接关系框图；

附图标记说明：

1-主控单元，2-信号获取模块，201-发动机转速获取单元，202-循环进气量获取单元，203-缸内温度获取单元，204-EGR率获取单元，205-当前汽油喷油量获取单元，3-汽油喷油器，4-第一计算模块，5-第一存储模块，6-第二计算模块，7、第二存储模块，8-比较器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种双燃料发动机汽油喷射量控制系统，由图1所示，其包括主控单元1，与主控单元1相连的信号获取模块2以及由主控单元1控制的汽油喷油器3。其中，主控单元1可采用车辆ECU，而汽油喷油器3设置在进气道内，其结构以及与主控单元1之间的控制连接关系，均可采用现有车辆的常规技术，以使汽油喷油器3在主控单元1的控制下，向发动机缸体内喷射汽油。

本实施例中的信号获取模块2，用于对车辆的参数信息进行获取，在本实施例中，其包括发动机转速获取单元201，循环进气量获取单元202，缸内温度获取单元203，EGR率获取单元204，当前汽油喷油量获取单元205，如上各获取单元的信号输出端均与主控单元1相连，用于将获取的参数信息发送至主控单元。

其中，发动机转速获取单元201用于获取当前状态下的发动机转速；循环进气量获取单元202用于获取当前状态下的空气循环进气量，在实际使用时，其可以采用空气流量计，通过空气流量计获取的流量得出循环进气量；缸内温度获取单元203用于获取当前状态下的发动机缸内温度，其可以采用置于缸内的温度传感器；EGR率获取单元204用于获取当前状态下的EGR率，在实际应用时，其采用二氧化碳分析仪，通过二氧化碳分析仪获取的进气CO2浓度与排气CO2浓度的比值得到EGR率；当前汽油喷油量获取单元205用于获取当前汽油喷油量，其可以采用车辆ECU控制喷油量时标定的喷油量值。

此外，本实施例的双燃料发动机汽油喷射量控制系统还具有与主控单元1相连的第一计算模块4，第一存储模块5，第二计算模块6，第二存储模块7以及比较器8。第一计算模块4通过主控单元1的控制，根据主控单元接收的获取单元获取的数据来计算最大允许汽油喷油量，计算得出的最大允许汽油喷油量由主控单元1控制存储至第一存储模块5中；同理，第二计算模块6通过主控单元1的控制，根据主控单元接收的获取单元获取的数据来计算最小允许汽油喷油量，计算得出的最小允许汽油喷油量由主控单元1控制存储至第二存储模块7中；比较器8受主控单元1的控制，将当前汽油喷油量与第一存储模块5中存储的数值或第二存储模块7中存储的数值进行比较，主控单元1根据该比较结果，控制汽油喷油器3向进气管道中喷射汽油。

本实施例的双燃料发动机汽油喷射量控制系统，通过主控单元1获取的发动机转速信号、循环进气量、缸内温度值以及EGR率来确定修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量，通过比较器8对当前汽油喷油量与修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量进行比较后，控制汽油喷油器3的实际喷油量，以使喷入到进气管内的汽油能够充分燃烧的同时，降低THC排放，避免发动机噪声过大现象的发生。

实施例二

本实施例涉及一种双燃料发动机汽油喷射量控制方法，该方法是基于实施例一所述的双燃料发动机汽油喷射量控制系统下的一种最优化控制方法，该方法的主要控制思想如下所述：

基于发动机当前运行状态，根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量；

若当前汽油喷油量大于最大允许汽油喷油量时，以最大允许汽油喷油量执行汽油喷射；若当前汽油喷油量小于最小允许汽油喷油量时，以最小允许汽油喷油量执行汽油喷射；否则，以当前汽油喷油量执行汽油喷射。

基于如上控制思想，本实施例的具体步骤如下：

步骤一，建立循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率对应的修正关系；

步骤a，建立基于发动机转速以及循环进气量环境下对应的当量值（Lambda值）的Lambda表，该Lambda值对应于不同区域，在具体设置时，由于低速大负荷时容易爆震，可以将汽油浓度设置的稀些，低速小负荷或高速中等负荷时，可以设置的浓些。

步骤b，建立第一修正曲线，建立缸内温度与第一修正系数的对应关系，以形成第一修正曲线。

步骤c，建立第二修正曲线，建立EGR率与第二修正系数的对应关系，以形成第二修正曲线。

步骤二，主控单元1接收发动机转速获取单元201、循环进气量获取单元202、缸内温度获取单元203、EGR率获取单元204、当前汽油喷油量获取单元205输送的数据；

步骤三，获取修正后的最大允许汽油喷油量，其包括如下步骤：

步骤a，主控单元1根据接收的循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取最大允许参数值M，具体步骤包括：

a1，根据循环进气量和发动机转速查表，即通过查找步骤一中步骤a的Lambda表，获取最大允许参数基础值A；如本实施例中，当前循环进气量为14.7g/循环，获取的最大允许参数基础值A为2。

a2，根据缸内温度，由第一修正曲线查找该缸内温度对应的第一修正系数；例如温度传感器采集缸内的温度为1000度，查的对应的第一修正系数为0.15；a3、根据EGR率，由第二修正曲线查找该EGR率对应的第二修正系数；例如该第二修正系数为-0.1；

a4、由最大允许参数基础值A分别乘以第一修正系数和第二修正系数，得到第一修正值B和第二修正值C，即B=2*0.15=0.3；C=2*（-0.1）=-0.2；

a5、对最大允许参数基础值A、第一修正值B和第二修正值C求和后，得到最大允许参数值M。基于如上获取的数值，M=2+0.3-0.2=2.1。

步骤b，根据获取的最大允许参数值M获取最大允许汽油喷油量，所述的最大允许汽油喷油量=循环进气量/（最大允许参数值M*14.7）主控单元1将该最大允许汽油喷油量存储至第一存储模块5中。

步骤四，获取修正后的最小允许汽油喷油量，其具体包括如下步骤：

步骤a，根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取最小允许参数值N，具体包括：

步骤a1，根据循环进气量和发动机转速查表获取最小允许参数基础值a，假设此时获取的最小允许参数基础值a为1;

步骤a2，根据缸内温度，由第一修正曲线查找该缸内温度对应的第一修正系数；例如当前缸内温度为800度，其对应的第一修正系数为0.1；

步骤a3，根据EGR率，由第二修正曲线查找该EGR率对应的第二修正系数，如查找的修正系数为0.05；

步骤a4，由最小允许参数值N分别乘以第一修正系数和第二修正系数，得到第三修正值b和第四修正值c；

步骤a5，对最小允许参数基础值a、第三修正值b和第四修正值c求和后，得到最小允许参数值N。即N=1+1*0.1+1*0.05=1.15。

步骤b，根据获取的最小允许参数值N获取最小允许汽油喷油量，所述的最小允许汽油喷油量=循环进气量/（最小允许参数值N*14.7）。

步骤四，主控单元1控制汽油喷油器喷油，其具体步骤为：

若当前汽油喷油量大于最大允许汽油喷油量时，以最大允许汽油喷油量执行汽油喷射；若当前汽油喷油量小于最小允许汽油喷油量时，以最小允许汽油喷油量执行汽油喷射；否则，以当前汽油喷油量执行汽油喷射。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双燃料发动机汽油喷射量控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

基于发动机当前运行状态，根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取修正后的最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量；

若当前汽油喷油量大于最大允许汽油喷油量时，以最大允许汽油喷油量执行汽油喷射；若当前汽油喷油量小于最小允许汽油喷油量时，以最小允许汽油喷油量执行汽油喷射；

否则，以当前汽油喷油量执行汽油喷射；

所述的获取修正后的最大允许汽油喷油量包括根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取最大允许参数值M，根据获取的最大允许参数值M获取最大允许汽油喷油量，所述的最大允许汽油喷油量＝循环进气量/(最大允许参数值M*14.7)；

所述的获取修正后的最小允许汽油喷油量包括根据循环进气量、发动机转速、缸内温度以及EGR率获取最小允许参数值N，根据获取的最小允许参数值N获取最小允许汽油喷油量，所述的最小允许汽油喷油量＝循环进气量/(最小允许参数值N*14.7)；

所述获取最大允许参数值M包括以下步骤：

根据循环进气量和发动机转速查表获取最大允许参数基础值A；

根据缸内温度，由修正曲线查找该缸内温度对应的第一修正系数；以及根据EGR率，由修正曲线查找该EGR率对应的第二修正系数；

由最大允许参数基础值A分别乘以第一修正系数和第二修正系数，得到第一修正值B和第二修正值C；

对最大允许参数基础值A、第一修正值B和第二修正值C求和后，得到最大允许参数值M。

2.根据权利要求1所述的双燃料发动机汽油喷射量控制方法，其特征在于，所述获取最小允许参数值N包括以下步骤：

根据循环进气量和发动机转速查表获取最小允许参数基础值a；

根据缸内温度，由修正曲线查找该缸内温度对应的第一修正系数；以及根据EGR率，由修正曲线查找该EGR率对应的第二修正系数；

由最小允许参数基础值a分别乘以第一修正系数和第二修正系数，得到第三修正值b和第四修正值c；

对最小允许参数基础值a、第三修正值b和第四修正值c求和后，得到最小允许参数值N。

3.根据权利要求1所述的双燃料发动机汽油喷射量控制方法，其特征在于：所述的缸内温度由置于缸内的温度传感器获取。

4.根据权利要求1所述的双燃料发动机汽油喷射量控制方法，其特征在于：所述的EGR率由二氧化碳分析仪获取。

5.一种双燃料发动机汽油喷射量控制系统，其基于如权利要求1所述的双燃料发动机汽油喷射量控制方法，且该双燃料发动机汽油喷射量控制系统包括主控单元，与主控单元相连的信号获取模块，以及由主控单元控制的汽油喷油器，其特征在于，所述的信号获取模块包括：

发动机转速获取单元，用于获取当前状态下的发动机转速，并将发动机转速传送至主控单元；

循环进气量获取单元，用于获取当前状态下的空气循环进气量，并将空气循环进气量传送至主控单元；

缸内温度获取单元，用于获取当前状态下的发动机缸内温度，并将该温度传送至主控单元；

EGR率获取单元，用于获取当前状态下的EGR率，并将获取的EGR率传送至主控单元；

当前汽油喷油量获取单元，用于获取当前汽油喷油量，并将获取的当前汽油喷油量传送至主控单元；

所述的双燃料发动机汽油喷射量控制系统还包括，

第一计算模块，以计算最大允许汽油喷油量，并通过主控单元将计算获得的最大允许汽油喷油量存储至与主控单元相连的第一存储模块中；

第二计算模块，以计算最小允许汽油喷油量，并通过主控单元将计算获得的最小允许汽油喷油量存储至与主控单元相连的第二存储模块中；

比较器，与主控单元相连，用于将当前汽油喷油量与最大允许汽油喷油量和最小允许汽油喷油量进行比对。

6.根据权利要求5所述的双燃料发动机汽油喷射量控制系统，其特征在于：所述的缸内温度获取单元采用置于缸内的温度传感器。

7.根据权利要求5所述的双燃料发动机汽油喷射量控制系统，其特征在于：所述的EGR率获取单元采用二氧化碳分析仪。