一种发动机燃气控制方法、发动机燃气控制系统及发动机与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机燃气控制方法、发动机燃气控制系统及发动机。


背景技术：

2.目前发动机一般采用单点喷射天然气的方式，利用氧传感器检测空气中的氧气含量，根据氧气含量计算空气量，控制喷射阀的喷射，以达到发动机燃气量精确控制的目的。
3.当整车气瓶压力较低时，受燃气系统设计特性的影响，燃气的压力也比较低，单纯调整燃气供给系统的加电时间等参数，无法满足燃气量供给需求，影响发动机的空燃比。然而，现有发动机尾气处理装置包括egr和三元催化器，egr能够降低废气的温度，保持三元催化器在最佳工作温度的范围内，提高转化效率。其中，三元催化器的转化效率受空燃比的影响较大。
4.因此，当燃气系统压力不足时可能导致空燃比控制异常，影响三元催化器的转化效率，影响排放控制，甚至进一步可能加速三元催化器的老化，影响三元催化器的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种发动机燃气控制方法、发动机燃气控制系统及发动机，保证空燃比的稳定性，提高三元催化器的可靠性。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种发动机燃气控制方法，包括以下步骤：
8.获取发动机燃气参数，其中发动机燃气参数包括喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、和/或喷射阀的实际开度、和/或喷射阀的占空比、和/或发动机的实际燃气压力；
9.根据喷射阀的进口和出口之间的实际压力差，和/或喷射阀的实际开度，和/或喷射阀的实际占空比，和/或发动机的实际燃气压力，限制发动机的输出扭矩。
10.作为优选，所述根据喷射阀的进口和出口之间的实际压力差，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
11.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差小于预设压力差，限制发动机的输出扭矩；
12.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差大于等于预设压力差，对发动机的输出扭矩不进行限制。
13.作为优选，所述根据喷射阀的进口和出口之间的实际压力差，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
14.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差小于预设压力差，限制发动机的输出扭矩；
15.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差大于等于预设压力差，对发动机的输
出扭矩不进行限制。
16.作为优选，所述根据喷射阀的实际开度，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
17.如果喷射阀的实际开度大于预设开度，限制发动机的输出扭矩；
18.如果喷射阀的实际开度小于等于预设开度，对发动机的输出扭矩不进行限制。
19.作为优选，所述根据喷射阀的实际占空比，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
20.如果喷射阀的实际占空比大于预设占空比，限制发动机的输出扭矩；
21.如果喷射阀的实际占空比小于等于预设占空比，对发动机的输出扭矩不进行限制。
22.作为优选，所述根据发动机的实际燃气压力，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
23.如果发动机的实际燃气压力小于预设压力，限制发动机的输出扭矩；
24.如果发动机的实际燃气压力大于等于预设压力，对发动机的输出扭矩不进行限制。
25.作为优选，在所述获取喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力之前还包括以下步骤：
26.获取发动机的工作状态；
27.如果发动机的工作状态为运行状态，开启燃气系统保护功能，之后获取喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力。
28.作为优选，所述获取喷射阀的进口和出口之间的实际压力差包括以下步骤：
29.获取喷射阀的进口燃气压力p1和喷射阀的出口燃气压力p2；
30.计算喷射阀的进口和出口之间的实际压力差
△
p，其中
△
p＝|p1
‑
p2|。
31.作为优选，所述喷射阀的进口燃气压力通过设置在喷射阀进口的进口传感器检测而得到，所述喷射阀的出口燃气压力通过设置在喷射阀出口的出口传感器检测而得到。
32.为达上述目的，本发明还提供了一种发动机燃气控制系统，采用上述的发动机燃气控制方法进行控制。
33.为达上述目的，本发明还提供了一种发动机，包括上述的发动机燃气控制系统。
34.本发明的有益效果：
35.本发明提供的发动机燃气控制方法，基于燃气压力变化，会对喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力这些参数产生影响，动态控制发动机扭矩输出限制，通过限制发动机的输出扭矩，使动态控制燃气系统喷射，避免因燃气压力不足，导致燃气量供给不足，影响发动机空燃比控制。
36.本发明提供的发动机燃气控制系统，基于燃气压力变化对喷射阀供给特性的影响，采用上述的发动机燃气控制方法进行控制，从而确保发动机的空燃比在不同燃气压力下均能保持在要求的控制范围内，发动机空燃比的稳定性，保证三元催化剂的转化效率和可靠性，延长使用寿命。
37.本发明提供的发动机，包括上述的发动机燃气控制系统，改善了因为燃气压力不足等原因导致的空燃比控制异常的问题，避免仅通过故障限扭等方式影响驾驶感受，提高用户使用感。
附图说明
38.图1是本发明发动机燃气控制方法的流程图。
具体实施方式
39.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
43.发动机的空燃比是指混合气中空气与燃料之间的质量比例，如果燃气压力不足会影响空燃比的控制，当空燃比出现异常时，在影响三元催化剂转化效率的同时，还可能加速三元催化剂的老化，影响三元催化剂的使用寿命和可靠性。
44.为了解决这个问题，本实施例提供了一种发动机燃气控制方法，该发动机燃气控制方法包括以下步骤：
45.获取发动机燃气参数，其中发动机燃气参数包括喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、和/或喷射阀的实际开度、和/或喷射阀的占空比、和/或发动机的实际燃气压力；
46.根据喷射阀的进口和出口之间的实际压力差，和/或喷射阀的实际开度，和/或喷射阀的实际占空比，和/或发动机的实际燃气压力，限制发动机的输出扭矩。
47.本实施例提供的发动机燃气控制方法，基于燃气压力变化，会对喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力这些参数产生影响，动态控制发动机扭矩输出限制，通过限制发动机的输出扭矩，使动态控制燃气系统喷射，避免因燃气压力不足，导致燃气量供给不足，影响发动机空燃比控制。
48.可以理解的是，本实施例提供的发动机燃气控制方法，可以选择喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力这些参数中至少一个，即可以选择其中任意一个、或任意两个或者全部，都在本实施例的保护范围之内，本实施例优选全部的参数，以保证控制的全面性和准确性。
49.如果整车气瓶压力相应会比较低，受燃气系统设计特性的影响，燃气压力低，通过调整燃气供给系统加电时间等参数，无法满足燃气量供给需求，影响发动机的空燃比瞬态
控制。为了解决这个问题，根据发动机的实际燃气压力，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
50.如果发动机的实际燃气压力小于预设压力，限制发动机的输出扭矩；
51.如果发动机的实际燃气压力大于等于预设压力，对发动机的输出扭矩不进行限制。
52.如果发动机的实际燃气压力小于预设压力，意味着此时发动机的实际燃气压力比较小，燃气压力不足，此时发动机激活扭矩限制功能，动态限扭，通过限制发动机的输出扭矩，使发动机所需的燃气量减少，意味着从发动机燃气量的源头进行控制，改善燃气压力不足的情况。如果发动机的实际燃气压力大于等于预设压力，意味着此时发动机的实际燃气压力比较大，燃气压力充足，可以保证发动机具有较佳的空燃比，那么无需对发动机的扭矩进行限制。
53.对于参数发动机的实际燃气压力，如果直接测量可能会存在一定的难度，可以通过其他便于测量的参数进行表征。现有发动机通过喷射阀喷射天然气，以达到发动机燃气量精确控制的目的，因此还可以根据喷射阀的各项指标，用来表征发动机的实际燃气压力。
54.可以理解的是，喷射阀喷射燃气的过程和水龙头出水过程类似，假定日常所需水龙头的出水量为固定值，如果水压比较大，只需要水龙头具有较小的阀门开度就能实现出水量的要求；如果水压比较小，则需要水龙头具有较大的阀门开度才能满足出水量的需求；如果水压正常，则水龙头的阀门开度不需要过大。
55.基于这个原理，本实施例中根据喷射阀的实际开度，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
56.如果喷射阀的实际开度大于预设开度，限制发动机的输出扭矩；
57.如果喷射阀的实际开度小于等于预设开度，对发动机的输出扭矩不进行限制。
58.如果喷射阀的实际开度大于预设开度，意味着喷射阀的实际开度的比较大，此时喷射阀内燃气压力比较小，喷射阀内燃气不充足，只有将喷射阀的实际开度维持在较大范围之内才能满足燃气喷射量的需求，那么此时通过限制发动机的输出扭矩，使发动机所需的燃气量减少，用于弥补喷射阀内燃气不充足的问题。如果喷射阀的实际开度小于等于预设开度，意味着喷射阀的实际开度的比较小，此时喷射阀内燃气压力比较大，喷射阀内燃气充足，喷射阀的实际开度维持在较小范围之内就能满足燃气喷射量的需求，此时认为是较佳的喷射状态，无需限制发动机的输出扭矩。
59.喷射阀的实际开度实际表征的是喷射阀的余量，其中，喷射阀的占空比具体指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例，因此喷射阀的余量除了可以通过喷射阀的实际开度之外，还可以通过喷射阀的实际占空比进行表征。
60.为此，根据喷射阀的实际占空比，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
61.如果喷射阀的实际占空比大于预设占空比，限制发动机的输出扭矩；
62.如果喷射阀的实际占空比小于等于预设占空比，对发动机的输出扭矩不进行限制。
63.如果喷射阀的实际占空比大于预设占空比，意味着喷射阀的实际占空比比较大，此时喷射阀内燃气压力比较小，喷射阀内燃气不充足，只有将喷射阀的实际占空比维持在较大范围之内才能满足燃气喷射量的需求，那么此时通过限制发动机的输出扭矩，使发动
机所需的燃气量减少，用于弥补喷射阀内燃气不充足的问题。如果喷射阀的实际占空比小于等于预设占空比，意味着喷射阀的实际占空比比较小，此时喷射阀内燃气压力比较大，喷射阀内燃气充足，喷射阀的实际占空比维持在较小范围之内就能满足燃气喷射量的需求，此时认为是较佳的喷射状态，无需限制发动机的输出扭矩。
64.利用喷射阀的实际开度和实际占空比表征喷射阀的余量，进而表征燃气压力变化，用于适应发动机不同工况变化，发动机激活扭矩限制功能，对发动机进行限扭，动态调整喷射量需求，通过pid调节，维持喷射阀占空比或开度在一定的范围内，以保证发动机空燃比维持在要求范围内，从而保证发动机空燃比控制的稳定性。
65.现有当喷射阀入口压力与喷射阀出口燃气压力压差不满足要求时，喷射阀的流量计算精度较低，并且无法满足空燃比的精准控制。为了解决这个问题，本实施例提供的发动机燃气控制方法中，根据喷射阀的进口和出口之间的实际压力差，限制发动机的输出扭矩包括以下步骤：
66.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差小于预设压力差，限制发动机的输出扭矩；
67.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差大于等于预设压力差，对发动机的输出扭矩不进行限制。
68.如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差小于预设压力差，意味着实际压力差比较小，此时喷射阀内燃气压力比较小，喷射阀内燃气不充足，那么此时通过限制发动机的输出扭矩，使发动机所需的燃气量减少，用于弥补喷射阀内燃气不充足的问题。基于喷射阀的进口和出口之间的实际压力差，选取不同发动机输出扭矩，通过激活动态限扭功能，利用pid调节，维持喷射阀的压差在一定范围内，保证发动机空燃比的控制稳定性。如果喷射阀的进口和出口之间的实际压力差大于等于预设压力差，意味着实际压力差比较大，此时喷射阀内燃气压力比较大，喷射阀内燃气充足，此时认为是较佳的喷射状态，无需限制发动机的输出扭矩。
69.进一步地，获取喷射阀的进口和出口之间的实际压力差包括以下步骤：
70.获取喷射阀的进口燃气压力p1和喷射阀的出口燃气压力p2；
71.计算喷射阀的进口和出口之间的实际压力差
△
p，其中
△
p＝|p1
‑
p2|。
72.在获取喷射阀的进口燃气压力p1和喷射阀的出口燃气压力p2之后，将进口燃气压力p1和出口燃气压力p2作差，得到喷射阀的实际压力差
△
p，采用这种方式，简单、方便，结果可靠性好。
73.为了实现能够获取进口燃气压力p1和出口燃气压力p2，在喷射阀的进口处设置进口传感器，进口传感器用于检测喷射阀的进口燃气压力，在喷射阀的出口处设置出口传感器，出口传感器用于检测喷射阀的出口燃气压力。
74.因此，喷射阀的进口燃气压力通过设置在喷射阀进口的进口传感器检测而得到，喷射阀的出口燃气压力通过设置在喷射阀出口的出口传感器检测而得到，采用这种方式，操作方便，降低检测难度，测量准确性高。
75.进一步地，在获取喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力之前还包括以下步骤：
76.获取发动机的工作状态；
77.如果发动机的工作状态为运行状态，开启燃气系统保护功能，之后获取喷射阀的进口和出口之间的实际压力差、喷射阀的实际开度、喷射阀的占空比及发动机的实际燃气压力。
78.如果发动机的工作状态不是运行状态，不开启燃气系统保护功能。
79.采用这种方式，只有在发动机的工作状态为运行状态，才能开启燃气系统保护功能，减少不必要的浪费，起到节能减排的作用。
80.如图1所示，本实施例提供的发动机燃气控制方法的步骤如下：
81.s1、获取发动机的工作状态；
82.s2、判断发动机的工作状态是否为运行状态，若是，执行s3，若否，返回s1；
83.s3、开启燃气系统保护功能；
84.s4、获取发动机的实际燃气压力；
85.s41、判断发动机的实际燃气压力是否小于预设压力，若是，执行s100，若否，执行s200；
86.s100、限制发动机的输出扭矩，并返回s1；
87.s200、对发动机的输出扭矩不进行限制，并返回s1；
88.s5、获取喷射阀的实际开度；
89.s51、判断喷射阀的实际开度是否大于预设开度，若是，执行s100，若否，执行s200；
90.s6、获取喷射阀的占空比；
91.s61、判断喷射阀的实际占空比是否大于预设占空比，若是，执行s100，若否，执行s200；
92.s7、获取喷射阀的进口燃气压力p1和喷射阀的出口燃气压力p2；
93.s71、计算喷射阀的进口和出口之间的实际压力差
△
p，其中
△
p＝|p1
‑
p2|；
94.s72、判断喷射阀的进口和出口之间的实际压力差是否小于预设压力差，若是，执行s100，若否，执行s200。
95.现有技术针对燃气压力不足，在故障报出之后进行扭矩限制，适应性相对较差。为了解决这个问题，本实施例还提供了一种发动机燃气控制系统，基于燃气压力变化对喷射阀供给特性的影响，采用上述的发动机燃气控制方法进行控制，从而确保发动机的空燃比在不同燃气压力下均能保持在要求的控制范围内，发动机空燃比的稳定性，保证三元催化剂的转化效率和可靠性，延长使用寿命。
96.本实施例还提供了一种发动机，包括上述的发动机燃气控制系统，改善了因为燃气压力不足等原因导致的空燃比控制异常的问题，避免仅通过故障限扭等方式影响驾驶感受，提高用户使用感。
97.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
98.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
99.此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。