CN105020037A - 双燃料发动机中气缸内温度控制方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种双燃料发动机中气缸内温度控制方法，包括以下步骤：获取油门踏板信号及发动机运行参数；根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度；根据所述油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间；判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内；如果所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外，则对所述发动机运行参数进行调整以将所述缸内实际温度控制在所述缸内标定温度区间内。应用本发明实施例的方法的车辆可保证发动机燃烧正常，使发动机正常平稳运行，车辆安全性高。本发明还提出了一种双燃料发动机中气缸内温度控制系统及车辆。

Description

双燃料发动机中气缸内温度控制方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种双燃料发动机中气缸内温度控制方法、系统及车辆。

背景技术

内燃机，作为汽车、机车、轮船、农用机械(农用车)、工程机械及军用车辆等移动装置的动力源，是移动装置不可或缺的核心部件，其主要以消耗石油为主。汽油/柴油等通过在发动机气缸内燃烧使发动机工作。然而，如果汽油/柴油等在发动机气缸内不仅能充分燃烧、或者燃烧异常，将造成发动机工作效率下降，浪费能源、尾气污染物排放高，甚至可能导致车辆不能正常运行，影响车辆安全。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种双燃料发动机中气缸内温度控制方法。应用该方法的车辆可保证发动机燃烧正常，使发动机正常平稳运行，车辆安全性高。

本发明的另一个目的在于提出一种双燃料发动机中气缸内温度控制方法。

本发明的再一个目的在于提出一种车辆。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种双燃料发动机中气缸内温度控制方法，包括以下步骤：获取油门踏板信号及发动机运行参数；根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度；根据所述油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间；判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内；如果所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外，则对所述发动机运行参数进行调整以将所述缸内实际温度控制在所述缸内标定温度区间内。

根据本发明实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法，能够准确地计算出发动机的缸内实际温度，并根据缸内实际温度判断出发动机是否存在例如燃烧异常，当判定出现燃烧异常后，可通过调节影响缸内温度的发动机运行参数，使发动机燃烧恢复正常，保证发动机正常平稳运行，提高车辆安全性。

另外，根据本发明上述实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述发动机运行参数包括：发动机水温、曲轴位置、进气温度、汽油/柴油喷油量。

在一些示例中，所述对所述发动机运行参数进行调整，具体包括：调节汽油/柴油喷油量以改变汽油/柴油掺混比、调节EGR阀的开度以改变进气温度和调节EGR率、喷油正时以改变反映速率中的一种或多种。

在一些示例中，所述判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内，具体包括：如果判断所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外，则再次根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度，并判断再次得到的缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内，如果否，则判定所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外。

本发明第二方面的实施例公开了一种双燃料发动机中气缸内温度控制系统，包括：获取模块，用于获取油门踏板信号及发动机运行参数；计算模块，用于根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度；标定温度获取模块，用于根据所述油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间；判断模块，用于判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内；控制模块，用于在所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外时，对所述发动机运行参数进行调整以将所述缸内实际温度控制在所述缸内标定温度区间内。

根据本发明实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制系统，能够准确地计算出发动机的缸内实际温度，并根据缸内实际温度判断出发动机是否存在例如燃烧异常，当判定出现燃烧异常后，可通过调节影响缸内温度的发动机运行参数，使发动机燃烧恢复正常，保证发动机正常平稳运行，提高车辆安全性。

另外，根据本发明上述实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述发动机运行参数包括：发动机水温、曲轴位置、进气温度、汽油/柴油喷油量。

在一些示例中，所述控制模块用于：调节汽油/柴油喷油量以改变汽油/柴油掺混比、调节EGR阀的开度以改变进气温度和调节EGR率、喷油正时以改变反映速率中的一种或多种。

在一些示例中，所述判断模块用于：在判断所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外时，再次根据计算模块重新计算得到的缸内实际温度判断缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内，如果否，则判定所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外。

本发明第三方面的实施例公开了一种车辆，包括：双燃料发动机；和如上述实施例所述的双燃料发动机中气缸内温度控制系统。该车辆可保证发动机燃烧正常，使发动机正常平稳运行，车辆安全性高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的汽油预混柴油引燃发动机的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法的流程图；

图3是根据本发明另一个实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法的流程图；以及

图4是根据本发明一个实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

以下结合附图描述根据本发明实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法、系统及车辆。

在描述根据本发明实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法之前，首先对双燃料发动机，例如：汽油预混柴油引燃发动机的结构进行描述。如图1所示，汽油预混柴油引燃发动机包括：空气滤清器1、空气流量计2、涡轮增压器3、低压EGR热交换器4、宽裕氧传感器5、DPF颗粒捕集器6、排气管7、高压EGR管路8、低压EGR阀(9-1)、高压EGR阀(9-2)、节气门10、进气中冷器11、进气温度压力传感器12、汽油油轨总成13、进气管14、柴油喷油器15和汽油预混柴油引燃发动机GFICE发动机本体16，可选地，还可包括高压EGR热交换器A。

如图2所示，结合图1和图3所示，根据本发明一个实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法，包括如下步骤：

步骤S201：获取油门踏板信号及发动机运行参数。其中，油门踏板被踩下的深度，可以反映出车辆的当前负荷状态。在本发明的一个实施例中，发动机运行参数包括但不限于：发动机水温、曲轴位置、进气温度、汽油/柴油喷油量等。

步骤S202：根据发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度。

例如：发动机在不同工况下运行(即负荷状态)时，可通过水温传感器、曲轴相位传感器、进气温度传感器、汽油/柴油喷油器得到发动机水温、进气温度、汽油/柴油喷油量等，根据这些发动机运行参数可计算出发动机在不同工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量时的缸内温度的值(即缸内实际温度)。

步骤S203：根据油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间。

具体地说，车辆中预先存储有标定的发动机在不同工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量时的缸内标定温度。可以为一种不同工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量与缸内标定温度之间的映射MAP表。其中，该映射MAP表可通过试验的方式得到，例如，多次使发动机在某一工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量下，测量得到的缸内温度，作为缸内标定温度。

步骤S204：判断缸内实际温度是否位于缸内标定温度区间内。即发动机运行时，当根据发动机运行参数计算得到的缸内实际温度与MAP表中标定的对应工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量时的缸内标定温度相等或者接近时，判定缸内实际温度是否位于缸内标定温度区间内。例如，得到的缸内标定温度为100度，则对应的缸内标定温度区间可以为[95度，105度]。

步骤S205：如果缸内实际温度位于缸内标定温度区间外，则对发动机运行参数进行调整以将缸内实际温度控制在缸内标定温度区间内。

也就是说，如果缸内实际温度位于缸内标定温度区间外，则认为发动机运行不正常，则可以通过如下方式对发动机运行参数进行调整，例如：调节汽油/柴油喷油量以改变汽油/柴油掺混比、调节EGR阀的开度以改变进气温度和调节EGR率、喷油正时以改变反映速率中的一种或多种。

具体地说，当发动机运行至某工况时，计算出的缸内实际温度与超出缸内标定温度区间，则在保证发动机运行工况稳定的条件下可通过如下一种或几种手段的结合调节发动机汽缸内的温度。

1：通过调节汽柴油喷油器，使得喷油量增加或减少，调节汽柴油掺混比控制缸内温度。

2：通过调节EGR阀开度，使进气道中部分工况的高温废气增加或减少，调节进气温度控制缸内实际温度。

3：通过增加或减小EGR率，喷油正时等方式加快或降低反应速率进而控制缸内实际温度。

通过上述调节，使发动机在此时运行的工况下的缸内实际温度接近或等于缸内标定温度，保证发动机正常运行。

当然，根据发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度有时本身可能不准确，为了使计算得到的缸内实际温度更加准确，该方法还可以包括：如果判断缸内实际温度位于缸内标定温度区间外，则再次根据发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度，并判断再次得到的缸内实际温度是否位于缸内标定温度区间内，如果否，则判定缸内实际温度位于缸内标定温度区间外。也就是说，重新计算缸内实际温度，若重新计算的缸内实际温度仍然位于缸内标定温度区间外，则可以确定发动机存在异常，可控制发动机短暂停止工作，然后通过上述调节方式控制发动机气缸内温度。

根据本发明实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制方法，能够准确地计算出发动机的缸内实际温度，并根据缸内实际温度判断出发动机是否存在例如燃烧异常，当判定出现燃烧异常后，可通过调节影响缸内温度的发动机运行参数，使发动机燃烧恢复正常，保证发动机正常平稳运行，提高车辆安全性。

如图4所示，根据本发明进一步实施例提供的双燃料发动机中气缸内温度控制系统400，包括：获取模块410、计算模块420、标定温度获取模块430、判断模块440和控制模块450。

其中，获取模块410用于获取油门踏板信号及发动机运行参数。计算模块420用于根据发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度。标定温度获取模块430用于根据油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间。判断模块440用于判断缸内实际温度是否位于缸内标定温度区间内。控制模块450用于在缸内实际温度位于缸内标定温度区间外时，对发动机运行参数进行调整以将缸内实际温度控制在缸内标定温度区间内。

具体而言：油门踏板被踩下的深度，可以反映出车辆的当前负荷状态。在本发明的一个实施例中，发动机运行参数包括但不限于：发动机水温、曲轴位置、进气温度、汽油/柴油喷油量等。

例如：发动机在不同工况下运行(即负荷状态)时，可通过水温传感器、曲轴相位传感器、进气温度传感器、汽油/柴油喷油器得到发动机水温、进气温度、汽油/柴油喷油量等，根据这些发动机运行参数可计算出发动机在不同工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量时的缸内温度的值(即缸内实际温度)。

车辆中预先存储有标定的发动机在不同工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量时的缸内标定温度。可以为一种不同工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量与缸内标定温度之间的映射MAP表。其中，该映射MAP表可通过试验的方式得到，例如，多次使发动机在某一工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量下，测量得到的缸内温度，作为缸内标定温度。

发动机运行时，当根据发动机运行参数计算得到的缸内实际温度与MAP表中标定的对应工况、水温、进气温度和汽油/柴油喷油量时的缸内标定温度相等或者接近时，判定缸内实际温度是否位于缸内标定温度区间内。例如，得到的缸内标定温度为100度，则对应的缸内标定温度区间可以为[95度，105度]。

如果缸内实际温度位于缸内标定温度区间外，则认为发动机运行不正常，则可以通过如下方式对发动机运行参数进行调整，例如：调节汽油/柴油喷油量以改变汽油/柴油掺混比、调节EGR阀的开度以改变进气温度和调节EGR率、喷油正时以改变反映速率中的一种或多种。

具体地说，当发动机运行至某工况时，计算出的缸内实际温度与超出缸内标定温度区间，则在保证发动机运行工况稳定的条件下可通过如下一种或几种手段的结合调节发动机汽缸内的温度。

1：通过调节汽柴油喷油器，使得喷油量增加或减少，调节汽柴油掺混比控制缸内温度。

2：通过调节EGR阀开度，使进气道中部分工况的高温废气增加或减少，调节进气温度控制缸内实际温度。

3：通过增加或减小EGR率，喷油正时等方式加快或降低反应速率进而控制缸内实际温度。

通过上述调节，使发动机在此时运行的工况下的缸内实际温度接近或等于缸内标定温度，保证发动机正常运行。

当然，根据发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度有时本身可能不准确，为了使计算得到的缸内实际温度更加准确，该方法还可以包括：如果判断缸内实际温度位于缸内标定温度区间外，则再次根据发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度，并判断再次得到的缸内实际温度是否位于缸内标定温度区间内，如果否，则判定缸内实际温度位于缸内标定温度区间外。也就是说，重新计算缸内实际温度，若重新计算的缸内实际温度仍然位于缸内标定温度区间外，则可以确定发动机存在异常，可控制发动机短暂停止工作，然后通过上述调节方式控制发动机气缸内温度。

根据本发明实施例的双燃料发动机中气缸内温度控制系统，能够准确地计算出发动机的缸内实际温度，并根据缸内实际温度判断出发动机是否存在例如燃烧异常，当判定出现燃烧异常后，可通过调节影响缸内温度的发动机运行参数，使发动机燃烧恢复正常，保证发动机正常平稳运行，提高车辆安全性。

本发明的进一步实施例提供了一种车辆，包括：双燃料发动机；和如上所述的双燃料发动机中气缸内温度控制系统400。该车辆可保证发动机燃烧正常，使发动机正常平稳运行，车辆安全性高。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种双燃料发动机中气缸内温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取油门踏板信号及发动机运行参数；

根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度；

根据所述油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间；

判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内；

如果所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外，则对所述发动机运行参数进行调整以将所述缸内实际温度控制在所述缸内标定温度区间内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机运行参数包括：发动机水温、曲轴位置、进气温度、汽油/柴油喷油量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述发动机运行参数进行调整，具体包括：

调节汽油/柴油喷油量以改变汽油/柴油掺混比、调节EGR阀的开度以改变进气温度和调节EGR率、喷油正时以改变反映速率中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内，具体包括：

如果判断所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外，则再次根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度，并判断再次得到的缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内，如果否，则判定所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外。

5.一种双燃料发动机中气缸内温度控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取油门踏板信号及发动机运行参数；

计算模块，用于根据所述发动机运行状态信号得到发动机的缸内实际温度；

标定温度获取模块，用于根据所述油门踏板信号得到发动机在当前负荷状态下的缸内标定温度区间；

判断模块，用于判断所述缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内；

控制模块，用于在所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外时，对所述发动机运行参数进行调整以将所述缸内实际温度控制在所述缸内标定温度区间内。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述发动机运行参数包括：发动机水温、曲轴位置、进气温度、汽油/柴油喷油量。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制模块用于：调节汽油/柴油喷油量以改变汽油/柴油掺混比、调节EGR阀的开度以改变进气温度和调节EGR率、喷油正时以改变反映速率中的一种或多种。

8.根据权利要求5-7任一项所述的系统，其特征在于，所述判断模块用于：在判断所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外时，再次根据计算模块重新计算得到的缸内实际温度判断缸内实际温度是否位于所述缸内标定温度区间内，如果否，则判定所述缸内实际温度位于所述缸内标定温度区间外。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

双燃料发动机；和

如权利要求5-8任一项所述的双燃料发动机中气缸内温度控制系统。