CN111075584B

CN111075584B - 发动机进气量的确定方法、装置、存储介质及电子设备

Info

Publication number: CN111075584B
Application number: CN201911422687.7A
Authority: CN
Inventors: 许帅; 袁文文; 徐卫亮
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111075584A

Abstract

本发明实施例提供了一种发动机进气量的确定方法、装置、存储介质及电子设备，该方法通过获取稳态时进气管路的空气流量，并基于节气门的特征参数计算得到动态时进气管的空气流量，之后，基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。具体的，本方案中，在动态情况下，计算通过节气门的新鲜空气的流量变化，将该变化气量与原有稳态下的空气流量综合，得到发动机的实际空气流量，即目标预估进气量，达到准确控制空燃比的目的。

Description

发动机进气量的确定方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本发明涉及能量控制技术领域，具体涉及一种发动机进气量的确定方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

目前，采用单点喷射的燃气发动机，燃气喷射后在节气门后与新鲜空气进行混合，混合位置离缸内或者空气流量计位置较远，稳态情况下新鲜空气流量计算准确能够保证精确的空燃比，然而动态情况下新鲜空气的计算无法准确反映气体混合处的实际新鲜气量。

因此，如何提供一种发动机进气量的确定方法，能够提高空燃比，是本领域技术人员亟待解决的一大技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种发动机进气量的确定方法，能够提高空燃比。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种发动机进气量的确定方法，包括：

获取稳态时进气管路的空气流量；

基于节气门的特征参数，获取动态时进气管的空气流量；

基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。

可选的，所述获取稳态时进气管路的空气流量，包括：

判断所述进气管是否设置有空气流量计，如果是，确定所述空气流量计的测量值为所述进气管路的空气流量；如果否，基于安装在混合器歧管上的歧管压力温度传感器的测量值，确定出所述进气管路的空气流量。

可选的，所述获取动态时进气管的空气流量，包括：

根据节气门前压力、节气门前温度、混合器压力损失、歧管压力以及节流公式，确定出仲裁前的进气管的空气流量；

或，

根据节气门后前压比、发动机转速、节气门前温度以及节气门曲线，查表得到仲裁前进气管的空气流量；

基于所述仲裁前进气管的空气流量，确定出所述动态时进气管的空气流量。

可选的，所述基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量，包括：

确定所述稳态时进气管路的空气流量与所述动态时进气管的空气流量之和为发动机的目标预估进气量。

一种发动机进气量的确定装置，包括：

第一获取模块，用于获取稳态时进气管路的空气流量；

第二获取模块，用于基于节气门的特征参数，获取动态时进气管的空气流量；

确定模块，用于基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。

可选的，所述第一获取模块包括：

判断单元，用于判断所述进气管是否设置有空气流量计，如果是，确定所述空气流量计的测量值为所述进气管路的空气流量；如果否，基于安装在混合器歧管上的歧管压力温度传感器的测量值，确定出所述进气管路的空气流量。

可选的，所述第二获取模块包括：

第一确定单元，用于根据节气门前压力、节气门前温度、混合器压力损失、歧管压力以及节流公式，确定出仲裁前的进气管的空气流量；

或，

第二确定单元，用于根据节气门后前压比、发动机转速、节气门前温度以及节气门曲线，查表得到仲裁前进气管的空气流量；

第三确定单元，用于基于所述仲裁前进气管的空气流量，确定出所述动态时进气管的空气流量。

可选的，所述确定模块包括：

第四确定单元，用于确定所述稳态时进气管路的空气流量与所述动态时进气管的空气流量之和为发动机的目标预估进气量。

一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行任意一项上述的发动机进气量的确定方法。

一种电子设备，设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行任意一项上述的发动机进气量的确定方法。

基于上述技术方案，本发明实施例提供了一种发动机进气量的确定方法、装置、存储介质及电子设备，该方法通过获取稳态时进气管路的空气流量，并基于节气门的特征参数计算得到动态时进气管的空气流量，之后，基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。具体的，本方案中，在动态情况下，计算通过节气门的新鲜空气的流量变化，将该变化气量与原有稳态下的空气流量综合，得到发动机的实际空气流量，即目标预估进气量，达到准确控制空燃比的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种发动机进气量的确定方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种发动机进气量的确定方法的又一流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种发动机进气量的确定方法的又一流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种处理逻辑示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种处理逻辑示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种处理逻辑示意图；

图7为本发明实施例提供的一种发动机进气量的确定方法的方法的又一流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种发动机进气量的确定装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种发动机进气量的确定方法的流程示意图，该方法包括：

S11、获取稳态时进气管路的空气流量；

具体的，本实施例提供的检测尿素消耗偏差的方法，基于如图2所示的燃气发动机系统，在该系统中，节气门控制进入发动机气缸的空气，喷射阀控制喷入歧管的燃气量，空气和燃气在节气门后的混合器MIX处进行混合。增压后压力温度传感器安装在节气门前，歧管压力温度传感器安装在混合器后歧管上。空气流量计安装在进气管空滤处，流量计到混合器MIX的距离较长，流过的空气需要较长时间到达混合器MIX处。除此，混合器MIX在节气门后，流过的气体到达缸内也有较长的时间和距离。

在本实施例中，如果在安装了歧管压力温度传感器的情况下，可以不安装流量计。

发明人考虑到采用多点喷射的燃气发动机燃气喷射后在节气门后与新鲜空气进行混合，混合位置离气缸和空气流量计位置较远。通常，稳态情况下新鲜空气流量计或者气缸压力计算流量准确，能够保证精确的空燃比，然而动态情况下新鲜空气的计算无法准确反映气体混合处的实际新鲜气量。因此本方案提供一种在动态情况下预估混合气处的新鲜空气量，达到准确控制空燃比的目的方法。

在本步骤中，首先获取稳态时进气管路的空气流量，具体的，稳态情况下，流过空气流量计、MIX、气缸的空气流量基本相同，因此稳态时进气管路的空气流量(新鲜空气稳态部分)Mair_stb的计算有两种方式，如图2所述，包括步骤：

S21、判断所述进气管是否设置有空气流量计，如果是，确定所述空气流量计的测量值为所述进气管路的空气流量；如果否，基于安装在混合器歧管上的歧管压力温度传感器的测量值，确定出所述进气管路的空气流量。

即，方式一，根据空气流量计直接测量进气管路的空气流量。方式二，根据歧管压力温度传感器计算空气流量。

S12、基于节气门的特征参数，获取动态时进气管的空气流量；

具体的，本实施例如图3所示，提供了两种获取动态时进气管的空气流量的具体实现方式，包括步骤：

S31、根据节气门前压力、节气门前温度、混合器压力损失、歧管压力以及节流公式，确定出仲裁前的进气管的空气流量；

或，

S32、根据节气门后前压比、发动机转速、节气门前温度以及节气门曲线，查表得到仲裁前进气管的空气流量；

S33、基于所述仲裁前进气管的空气流量，确定出所述动态时进气管的空气流量。

其中，步骤S31和步骤S32是为了确定出仲裁前的进气管的空气流量Mair_dyn0，之后，基于死区限制以及最大值限制计算出所述动态时进气管的空气流量Mair_dyn。

具体的，方式一，如下：

1、节气门的空气流量可以直接通过节流公式如下得到：

其中，Aeff为有效流通面积，π为后前压力比，π_crit为临界压力比，例如为0.5869，k为绝热指数，例如为1.4，ψ为流函数，R为理想气体常数，例如为8.314。有效流通面积Aeff可以根据节气门位置开度传感器ThrVlv_r查节气门有效流通面积特性曲线表得到，其中表格需要预先标定，逻辑如图4所示。

除此，增压后压力为P_intk，增压后温度T_intk，歧管压力P_manf，歧管温度T_manf。而，节气门前压力P_us＝P_intk，节气门前温度T_us＝T_intk。

由于节气门后还有混合器，现有传感器安装在歧管处，所以节气门后压力的计算需要考虑当前发动机运行工况下的混合器压力损失P_delt，其根据当前空气稳态部分Mair_stb查预设表格得到，具体逻辑如图5所示。

而P_ds＝P_manf+P_delt。

则，将P_ds、P_us、T_us、Aeff代入节流公式可以得到流经节气门的空气流量M_thrvlv。

除此，方式二，如下：

根据节气门后前压比、发动机转速、节气门特性曲线直接查表计算，具体逻辑如图6所示。

在得到了仲裁前的进气管的空气流量Mair_dyn0，之后，基于死区限制以及最大值限制计算出所述动态时进气管的空气流量Mair_dyn。具体如下：

当前时刻流经节气门的空气流量为M_thrvlv(t)，上一时刻的空气流量为M_thrvlv(t-1)，仲裁前的空气流量的瞬态部分Mair_dyn0＝M_thrvlv(t)-M_thrvlv(t-1)。

仲裁前的流量需要经过一个死区控制，即|Mair_dyn0|<M_thresh在一个预设的较小标定范围内时M_dyn＝0；仲裁前的流量需要经过最大值限制，即当|Mair_dyn0|>＝M_thresh时Mair_dyn＝Mair_dyn0且-M_max＝<Mair_dyn<＝M_max，即当Mair_dyn>＝M_max时Mair_dyn＝M_max。

S13、基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。

即，本实施例中，利用节气门的流量变化计算新鲜空气的流量变化。然后基于静态流量和动态流量综合得到预估的空气和燃气混合地方的流量，满足动态情况下的空燃比控制要求。

具体的，如图7所示，本发明实施例还提供了一种基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量的具体实现方式，包括步骤：

S71、确定所述稳态时进气管路的空气流量与所述动态时进气管的空气流量之和为发动机的目标预估进气量。

即，目标预估进气量Mair＝Mair_stb+Mair_dyn。可见，本方案通过节流公式和节气门的特征参数计算经过节气门流量变化，从而准确反映动态情况下空气流量的变化，达到准确控制空燃比的目的。

在上述实施例的基础上，如图8所示，本实施例还提供了一种发动机进气量的确定装置，包括：

第一获取模块81，用于获取稳态时进气管路的空气流量；

第二获取模块82，用于基于节气门的特征参数，获取动态时进气管的空气流量；

确定模块83，用于基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。

其中，所述第一获取模块可以包括：

除此，所述第二获取模块可以包括：

或，

在上述实施例的基础上，所述确定模块可以包括：

发动机进气量的确定装置包括处理器和存储器，上述第一获取模块、第二获取模块以及确定模块等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来提高空燃比的精度。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述发动机进气量的确定方法。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述发动机进气量的确定方法。

本发明实施例提供了一种设备，如图9所示，设备包括至少一个处理器91、以及与处理器连接的至少一个存储器92、总线93；其中，处理器、存储器通过总线完成相互间的通信；处理器用于调用存储器中的程序指令，以执行上述的发动机进气量的确定方法。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：

一种发动机进气量的确定方法，包括：

获取稳态时进气管路的空气流量；

基于节气门的特征参数，获取动态时进气管的空气流量；

可选的，所述获取稳态时进气管路的空气流量，包括：

可选的，所述获取动态时进气管的空气流量，包括：

或，

综上，本发明实施例提供了一种发动机进气量的确定方法、装置、存储介质及电子设备，该方法通过获取稳态时进气管路的空气流量，并基于节气门的特征参数计算得到动态时进气管的空气流量，之后，基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量。具体的，本方案中，在动态情况下，计算通过节气门的新鲜空气的流量变化，将该变化气量与原有稳态下的空气流量综合，得到发动机的实际空气流量，即目标预估进气量，达到准确控制空燃比的目的。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种发动机进气量的确定方法，其特征在于，包括：

获取稳态时进气管路的空气流量；

基于节气门的特征参数，获取动态时进气管的空气流量；

基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量；

所述获取动态时进气管的空气流量，包括：

或，

基于所述仲裁前进气管的空气流量，确定出所述动态时进气管的空气流量；

所述基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机进气量的确定方法，其特征在于，所述获取稳态时进气管路的空气流量，包括：

3.一种发动机进气量的确定装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取稳态时进气管路的空气流量；

确定模块，用于基于所述稳态时进气管路的空气流量以及所述动态时进气管的空气流量，确定出发动机的目标预估进气量；

所述第二获取模块包括：

或，

第三确定单元，用于基于所述仲裁前进气管的空气流量，确定出所述动态时进气管的空气流量；

所述确定模块包括：

4.根据权利要求3所述的发动机进气量的确定装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至2中任意一项所述的发动机进气量的确定方法。

6.一种电子设备，设备包括至少一个处理器、以及与处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行如权利要求1至2中任意一项所述的发动机进气量的确定方法。