CN105781764B - 燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，包括以下步骤，发动机运行；根据发动机的转速计算当前情况下允许的最大喷射脉宽、驾驶员需求的驾驶扭矩、当前情况下允许的最大燃气流量和当前情况下允许的最大进气量A；根据计算的驾驶员需求的驾驶扭矩计算得到空气进气量B；比较当前情况下允许的最大进气量A和空气进气量B，二者取小值得到空气进气量C；根据空气进气量C计算需求的燃气流量和喷射脉宽。本发明当燃气压力低时，对空气进气量的缓慢控制，使发动机扭矩输出缓慢降低，通过主动调节使空气量减小来降低扭矩输出，避免出现扭矩突然减小的情况，避免车辆熄火和抖动，保证安全平稳驾驶。

Description

燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法
技术领域
本发明涉及一种燃气发动机技术领域，尤其涉及一种燃气发动机运行方法。
背景技术
目前使用LNG作为燃料的发动机越来越多，但低温时，尤其是在寒冷地区低温启动后，发动机水温低，LNG汽化不好，或者LNG罐的换热装置不好，导致LNG在换热后压力不能建立；而有些山区，在爬坡时，因快速加油门，导致燃气需求在短时间内增大，燃气压力下降，在松油门后压力又恢复。这些情况因燃气压力低，都会导致发动机报错限扭，即使在压力恢复后也必须断点火钥匙后发动机才能正常运行。
产生这种情况的原因主要是因为现有技术中燃气发动机运行的工作原理图导致，燃气发动机的动力输出和柴油机不同，对柴油机来讲，其扭矩输出主要由喷进气缸的柴油量决定，属于质调节；而天然气发动机，其扭矩输出主要由进入气缸的空气量决定，需求的燃气量由空气量计算得到，属于量调节。
如图2所示，现有技术中燃气发动机运行的工作原理图，ECU通过判断需求的喷射脉宽和当前情况下允许的喷射脉宽，当需求的喷射脉宽大于当前情况下允许的喷射脉宽时，发动机报错，限制扭矩运行。发动机只能被动限制扭矩来适应燃气压力的降低，在限制扭矩时会出现扭矩突然降低的情况，驾驶员将会感觉车辆抖动，在爬坡时发生危险的几率很大。这种在运行过程中，尤其是爬坡时因燃气压力低导致发动机突然限扭，驾驶员来不及反应，将会大大增加交通事故的发生几率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种当燃气压力低时，对空气进气量的缓慢控制，使发动机扭矩输出缓慢降低，通过主动调节使空气量减小来降低扭矩输出，避免出现扭矩突然减小的情况，避免车辆熄火和抖动，保证安全平稳驾驶的燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，包括以下步骤，所述
(1)发动机运行；
(2)根据发动机的转速计算当前情况下允许的最大喷射脉宽，根据脚踏板开度和发动机的转速计算驾驶员需求的驾驶扭矩；
(3)根据步骤(2)中计算的当前情况下允许的最大喷射脉宽计算当前情况下允许的最大燃气流量；
(4)根据步骤(3)中计算的当前情况下允许的最大燃气流量计算当前情况下允许的最大进气量A；
(5)根据步骤(2)中计算的驾驶员需求的驾驶扭矩计算得到空气进气量B；
(6)比较步骤(3)中的当前情况下允许的最大进气量A和步骤(5)中的空气进气量B，二者取小值得到空气进气量C；
(7)根据步骤(6)中的空气进气量C计算需求的燃气流量；
(8)根据步骤(7)中的燃气流量计算喷射脉宽；
(9)比较步骤(3)中的当前情况下允许的最大进气量A和步骤(5)中的空气进气量B，空气进气量B大于当前情况下允许的最大进气量A时，系统报警；空气进气量B不大于当前情况下允许的最大进气量A时，发动机正常运行，系统不需要报警。
作为优选的技术方案，步骤(3)的具体过程为根据步骤(2)中计算的当前情况下允许的最大喷射脉宽以及当前情况下发动机的燃气压力、温度计算当前情况下允许的最大燃气流量。
作为对上述技术方案的改进，步骤(4)的具体过程为根据步骤(3)中计算的当前情况下允许的最大燃气流量以及燃气燃烧的理论空燃比、当前目标过量空气系数、氧传感器修正系数计算当前情况下允许的最大进气量A。
作为对上述技术方案的进一步改进，步骤(7)的具体过程为根据步骤(6)中的空气进气量C以及燃气燃烧的理论空燃比、当前目标过量空气系数、氧传感器修正系数计算需求的燃气流量。
作为对上述技术方案的更进一步改进，步骤(8)的具体过程为根据步骤(7)中的燃气流量以及当前情况下发动机的燃气压力、温度计算喷射脉宽。
由于采用了上述技术方案，本发明从扭矩需求的初始点出发，从源头上将因燃气压力低导致的发动机报错突然限扭情况，改为对空气进气量的缓慢控制，使发动机扭矩输出缓慢降低，使驾驶员可以从容应对燃气压力低导致的发动机扭矩输出降低的情况。在燃气压力恢复后，不需断点火钥匙发动机也可正常运行。在空气量计算时，充分考虑当前情况下允许的最大喷射脉宽计算的允许空气量，再将此空气量和驾驶员需求计算的空气量取小，主动调节空气量；当燃气压力低时，通过主动调节使空气量减小来降低扭矩输出，避免出现扭矩突然减小的情况，避免车辆熄火和抖动，保证安全平稳驾驶。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的工作原理图；
图2是现有技术中燃气发动机运行的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，包括以下步骤，所述
(1)发动机运行；
(2)根据发动机的转速计算当前情况下允许的最大喷射脉宽，根据脚踏板开度和发动机的转速计算驾驶员需求的驾驶扭矩；
(3)根据步骤(2)中计算的当前情况下允许的最大喷射脉宽计算当前情况下允许的最大燃气流量；步骤(3)的具体过程为根据步骤(2)中计算的当前情况下允许的最大喷射脉宽以及当前情况下发动机的燃气压力、温度计算当前情况下允许的最大燃气流量。
(4)根据步骤(3)中计算的当前情况下允许的最大燃气流量计算当前情况下允许的最大进气量A；步骤(4)的具体过程为根据步骤(3)中计算的当前情况下允许的最大燃气流量以及燃气燃烧的理论空燃比、当前目标过量空气系数、氧传感器修正系数计算当前情况下允许的最大进气量A。
(5)根据步骤(2)中计算的驾驶员需求的驾驶扭矩计算得到空气进气量B；
(6)比较步骤(3)中的当前情况下允许的最大进气量A和步骤(5)中的空气进气量B，二者取小值得到空气进气量C；
(7)根据步骤(6)中的空气进气量C计算需求的燃气流量；步骤(7)的具体过程为根据步骤(6)中的空气进气量C以及燃气燃烧的理论空燃比、当前目标过量空气系数、氧传感器修正系数计算需求的燃气流量。
(8)根据步骤(7)中的燃气流量计算喷射脉宽；步骤(8)的具体过程为根据步骤(7)中的燃气流量以及当前情况下发动机的燃气压力、温度计算喷射脉宽。
(9)比较步骤(3)中的当前情况下允许的最大进气量A和步骤(5)中的空气进气量B，空气进气量B大于当前情况下允许的最大进气量A时，系统报警；空气进气量B不大于当前情况下允许的最大进气量A时，发动机正常运行，系统不需要报警。
本发明从扭矩需求的初始点出发，从源头上将因燃气压力低导致的发动机报错突然限扭情况，改为对空气进气量的缓慢控制，使发动机扭矩输出缓慢降低，使驾驶员可以从容应对燃气压力低导致的发动机扭矩输出降低的情况。在燃气压力恢复后，不需断点火钥匙发动机也可正常运行。在空气量计算时，充分考虑当前情况下允许的最大喷射脉宽计算的允许空气量，再将此空气量和驾驶员需求计算的空气量取小，主动调节空气量；当燃气压力低时，通过主动调节使空气量减小来降低扭矩输出，避免出现扭矩突然减小的情况，避免车辆熄火和抖动，保证安全平稳驾驶。
需要指出的是步骤(9)与步骤(6)两步骤之间的标号不限制先后执行顺序。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)发动机运行；
(2)根据发动机的转速计算当前情况下允许的最大喷射脉宽，根据脚踏板开度和发动机的转速计算驾驶员需求的驾驶扭矩；
(3)根据步骤(2)中计算的当前情况下允许的最大喷射脉宽计算当前情况下允许的最大燃气流量；
(4)根据步骤(3)中计算的当前情况下允许的最大燃气流量计算当前情况下允许的最大进气量A；
(5)根据步骤(2)中计算的驾驶员需求的驾驶扭矩计算得到空气进气量B；
(6)比较步骤(3)中的当前情况下允许的最大进气量A和步骤(5)中的空气进气量B，二者取小值得到空气进气量C；
(7)根据步骤(6)中的空气进气量C计算需求的燃气流量；
(8)根据步骤(7)中的燃气流量计算喷射脉宽；
(9)比较步骤(3)中的当前情况下允许的最大进气量A和步骤(5)中的空气进气量B，空气进气量B大于当前情况下允许的最大进气量A时，系统报警；空气进气量B不大于当前情况下允许的最大进气量A时，发动机正常运行，系统不需要报警。
2.如权利要求1所述的燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，其特征在于：步骤(3)的具体过程为根据步骤(2)中计算的当前情况下允许的最大喷射脉宽以及当前情况下发动机的燃气压力、温度计算当前情况下允许的最大燃气流量。
3.如权利要求1所述的燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，其特征在于：步骤(4)的具体过程为根据步骤(3)中计算的当前情况下允许的最大燃气流量以及燃气燃烧的理论空燃比、当前目标过量空气系数、氧传感器修正系数计算当前情况下允许的最大进气量A。
4.如权利要求1所述的燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，其特征在于：步骤(7)的具体过程为根据步骤(6)中的空气进气量C以及燃气燃烧的理论空燃比、当前目标过量空气系数、氧传感器修正系数计算需求的燃气流量。
5.如权利要求1、2、3或4所述的燃气压力低情况下的燃气发动机运行方法，其特征在于：步骤(8)的具体过程为根据步骤(7)中的燃气流量以及当前情况下发动机的燃气压力、温度计算喷射脉宽。
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