CN112943441A - 用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法、系统及装置。该方法包括如下步骤：获取均质压燃发动机的运行工况需求；当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。本发明可解决均质压燃发动机燃烧控制技术中双燃料喷射系统占用空间大，可变压缩比技术对燃烧室机械结构要求较高、成本较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及均质压燃发动机技术领域，特别涉及一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法、系统及装置。
背景技术
均质压燃(HCCI，Homogeneous charge compression ignition)发动机能够实现混合气低温稀薄燃烧，具有热效率高、氮氧化合物和PM排放量低的优点。但是，常规控制汽油机的火花塞点火和控制柴油机的喷油正时的方法，并不适合运用到HCCI发动机中。这是由于HCCI发动机的点火时刻与燃烧相位，主要受到燃料燃烧化学反应动力学的控制。由于天然气不易压燃，其HCCI发动机低负荷运行时会因为燃烧反应速率慢而导致燃烧不充分和失火；而当负荷过高时，其又会因为燃烧速率变快、燃烧粗暴在上止点前进行点火等影响发动机效率。因此，需要通过有效的方法实现对HCCI发动机燃烧相位的控制。
在传统技术中，主要通过双燃料喷射、可变压缩比技术实现对HCCI发动机燃烧相位的控制。但是，双燃料喷射系统需要搭载两套燃料供给系统，占用空间；而可变压缩比技术对燃烧室机械结构要求较高，成本较高。
发明内容
本发明提供一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法、系统及装置，解决均质压燃发动机燃烧控制技术中双燃料喷射系统占用空间，可变压缩比技术对燃烧室机械结构要求较高、成本较高的问题。
第一方面，本发明提供了一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，包括如下步骤：
获取均质压燃发动机的运行工况需求；
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；
当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。
在一些实施例中，所述“获取均质压燃发动机的运行工况需求”步骤，具体包括以下步骤：
获取均质压燃发动机在当前工况下的当前实际燃烧参数，并获取均质压燃发动机的运行工况需求；
其中，在当前工况下的当前实际燃烧参数包括当前发动机转速、当前缸内温度、当前缸内压力、当前进气流量、当前空气/天然气混合比例、当前进气压力、当前进气温度及当前进气臭氧浓度。
在一些实施例中，所述“当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，获取均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数；
根据获得的当前实际燃烧参数，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力，达到冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数要求；
其中，低工况理想燃烧参数包括低工况理想发动机转速、低工况理想缸内温度、低工况理想缸内压力、低工况理想进气流量、低工况理想空气/天然气混合比例、低工况理想进气压力、低工况理想进气温度及低工况理想进气臭氧浓度。
在一些实施例中，所述“控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括以下步骤：
控制提高臭氧生成量，以提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度；
控制提高对进入均质压燃发动机混合气体进行加热的加热温度，以提高进入均质压燃发动机的混合气体的进气温度；
控制提高对进入均质压燃发动机混合气体进行加压的压力，以提高进入均质压燃发动机的混合气体的进气压力。
在一些实施例中，所述“当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，获取均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，根据运行工况与理想燃烧参数对应的映射表，得到均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数。
在一些实施例中，所述“当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括如下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，获取均质压燃发动机在高工况运行时的高工况理想燃烧参数；
根据获得的当前实际燃烧参数，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力，达到高工况运行时的高工况理想燃烧参数要求；
其中，高工况理想燃烧参数包括高工况理想发动机转速、高工况理想缸内温度、高工况理想缸内压力、高工况理想进气流量、高工况理想空气/天然气混合比例、高工况理想进气压力、高工况理想进气温度及高工况理想进气臭氧浓度。
在一些实施例中，所述“控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气流量、进气温度及进气压力”步骤，具体包括如下步骤：
控制降低臭氧生成量，以降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度；
控制降低对进入均质压燃发动机混合气体进行加热的加热温度，以降低进入均质压燃发动机的混合气体的进气温度；
控制降低对进入均质压燃发动机混合气体进行加压的压力，以降低进入均质压燃发动机的混合气体的进气压力。
第二方面，本发明提出一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统，包括：
发动机工况获取模块，用于获取均质压燃发动机的运行工况需求；
第一工况燃烧控制模块，与所述发动机工况获取模块通信连接，用于当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；
第二工况燃烧控制模块，与所述发动机工况获取模块通信连接，用于当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。
第三方面，本发明提出一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置，包括：
臭氧发生器，用于输入空气并生成臭氧；
气体混合器，与所述臭氧发生器连接、并与大气连通；
天然气存储装置，与所述气体混合器连接；
气体加热装置，与所述气体混合器连接；
气体增压器，与所述气体加热装置连接；
均质压燃发动机，与所述气体增压器连接；
发动机检测机构，设于所述均质压燃发动机上，用于检测所述均质压燃发动机的曲轴转速、缸内温度及缸内压力；
气体检测机构，设于所述均质压燃发动机和所述气体增压器之间，用于检测所述气体增压器输送到所述均质压燃发动机中的混合气体的气体流量、气体压力、气体温度及臭氧浓度；以及，
电子控制单元，包括如上所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统，与所述气体检测机构、所述发动机检测机构、所述臭氧发生器、所述气体混合器、所述天然气存储装置、所述气体加热装置及所述气体增压器均通信连接。
在一些实施例中，所述发动机检测机构包括分别设于所述均质压燃发动机上并与所述电子控制单元通信连接的曲轴转速传感器、缸内温度传感器及缸内压力传感器；
所述气体检测机构包括分别设于所述均质压燃发动机和所述气体增压器之间并与所述电子控制单元通信连接臭氧浓度计、气体流量计、气体压力计及气体温度计。
在一些实施例中，还包括与所述臭氧发生器和所述气体混合器均连接的空气滤清器。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，均质压燃HCCI发动机通过压燃缸内稀薄均质天然气混合气体的燃烧方式能够大幅度减少NOX和PM排放量，但是均质压燃HCCI发动机的燃烧相位主要受燃料化学反应动力学过程控制，点火过程极难控制，发动机在低负荷工况下点火困难，容易出现燃烧不充分、失火等现象；而在高负荷工况下又容易出现燃烧剧烈、爆震等现象，导致其高效运行工况范围窄。因此通过使发动机在冷启动和低工况运行时提高臭氧浓度、进气温度和进气压力，以便压燃辛烷值较高的天然气混合气体，使得燃料在缸内燃烧充分不易出现失火；而且通过使发动机在高工况下运行时降低或停止臭氧供量，以及降低进气温度和进气压力，可减少出现燃烧剧烈、爆震等现象。本发明通过在天然气混合气体中添加臭氧，相对传统的双燃料喷射方式减少了一套燃料供给系统，可直接利用进气过程中的空气生成臭氧与天然气相混合，并通过控制改变臭氧浓度、天然气/空气混合比例、进气温度、进气压力等参数，改变天然气混合气体的化学反应动力学过程，适时地调节臭氧浓度以实现对均质压燃HCCI发动机的燃烧相位的控制，拓宽天然气均质压燃HCCI发动机的高效运行工况范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法的步骤流程示意图；
图2为本发明一个实施例所述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法的步骤S200的详细步骤流程示意图；
图3为本发明另一个实施例所述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法的步骤S300的详细步骤流程示意图；
图4为本发明实施例所述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统的结构示意框图；
图5为本发明实施例所述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置的结构示意框图。
图中：10、发动机工况获取模块；20、第一工况燃烧控制模块；30、第二工况燃烧控制模块；100、天然气存储装置；200、臭氧发生器；300、气体混合器；400、气体加热装置；500、气体增压器；600、均质压燃发动机；610、曲轴转速传感器；620、缸内温度传感器；630、缸内压力传感器；640、臭氧浓度计；650、气体温度计；660、气体压力计；670、气体流量计；700、电子控制单元(ECU)；800、空气滤清器。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
如图1所示，本发明提供了一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，包括如下步骤：
S100、获取均质压燃发动机的运行工况需求；
S200、当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；
S300、当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。
均质压燃HCCI发动机通过压燃缸内稀薄均质天然气混合气体的燃烧方式能够大幅度减少NOX和PM排放量，但是均质压燃HCCI发动机的燃烧相位主要受燃料化学反应动力学过程控制，点火过程极难控制，发动机在低负荷工况下点火困难，容易出现燃烧不充分、失火等现象；而在高负荷工况下又容易出现燃烧剧烈、爆震等现象，导致其高效运行工况范围窄。因此，在本发明中，通过使发动机在冷启动和低工况运行时提高臭氧浓度、进气温度和进气压力，以便压燃辛烷值较高的天然气混合气体，使得燃料在缸内燃烧充分不易出现失火；而且通过使发动机在高工况下运行时降低或停止臭氧供量，以及降低进气温度和进气压力，可减少出现燃烧剧烈、爆震等现象。本发明通过在天然气混合气体中添加臭氧，相对传统的双燃料喷射方式减少了一套燃料供给系统，可直接利用进气过程中的空气生成臭氧与天然气相混合，并通过控制改变臭氧浓度、天然气/空气混合比例、进气温度、进气压力等参数，改变天然气混合气体的化学反应动力学过程，适时地调节臭氧浓度以实现对均质压燃HCCI发动机的燃烧相位的控制，拓宽天然气均质压燃HCCI发动机的高效运行工况范围。
而且，上述步骤S100即所述“获取均质压燃发动机的运行工况需求”步骤，具体包括以下步骤：
获取均质压燃发动机在当前工况下的当前实际燃烧参数，并获取均质压燃发动机的运行工况需求；
其中，上述在当前工况下的当前实际燃烧参数包括当前发动机转速、当前缸内温度、当前缸内压力、当前进气流量、当前进气压力、当前进气温度及当前进气臭氧浓度。
在获得均质压燃发动机的运行工况需求之前，需要获取均质压燃发动机的当前工况下、以及在当前工况下的当前实际燃烧参数，以便于后续将当前运行工况切换到需求的运行工况，并根据需求的运行工况下的需求燃烧参数对当前实际燃烧参数进行控制改变，使均质压燃发动机达到需求的运行工况条件。
此外，如图2所示，上述步骤S200即所述“当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括以下步骤：
S210、当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，获取均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数。即在得到均质压燃发动机需要的运行工况时，就需要获得对应运行工况下的理想燃烧参数。
进一步地，上述步骤S210所述“当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，获取均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，根据运行工况与理想燃烧参数对应的映射表，得到均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数。具体地，低工况理想燃烧参数可通过试验标定的理想燃烧参数图表进行查询获得，具体可通过中间差值法查表获得。
S220、根据获得的当前实际燃烧参数，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力，达到冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数要求。即在得到需要运行工况下的理想燃烧参数时，就可以在当前实际燃烧参数的基础上进行控制，改变臭氧浓度、进气温度及进气压力等参数，以达到对应的运行工况下的理想燃烧参数要求，从而实现需要的运行工况。
其中，低工况理想燃烧参数包括低工况理想发动机转速、低工况理想缸内温度、低工况理想缸内压力、低工况理想进气流量、低工况理想进气压力、低工况理想进气温度及低工况理想进气臭氧浓度。
进一步地，上述步骤S220中所述“控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括以下步骤：
S222、控制提高臭氧生成量，以提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度。即可通过控制生产更多的臭氧以提高臭氧浓度，达到低工况理想燃烧参数要求。
而且，还可控制改变进行混合的天然气和空气的量，以调控空气/天然气混合比例，从而达到低工况理想燃烧参数要求。
此外，还可控制改变进入均质压燃发动机混合气体的流量，以改变进入均质压燃发动机的混合气体的进气流量，达到低工况理想燃烧参数要求。
S224、控制提高对进入均质压燃发动机混合气体进行加热的加热温度，以提高进入均质压燃发动机的混合气体的进气温度。即可通过提高对天然气/空气混合气体进行加热的温度，以提高混合气体的温度，从而提高进入发动机的混合气体的进气温度，达到低工况理想燃烧参数要求。
S226、控制提高对进入均质压燃发动机混合气体进行加压的压力，以提高进入均质压燃发动机的混合气体的进气压力。即可通过对天然气/空气混合气体进行加压，以提高混合气体的压力，从而提高进入发动机的混合气体的进气压力，达到低工况理想燃烧参数要求。
此外，需要说明的是，上述步骤S222、S224、S226并无先后之分，可分别进行也可同时进行。
此外，如图3所示，上述步骤S300即所述“当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括如下步骤：
S310、当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，获取均质压燃发动机在高工况运行时的高工况理想燃烧参数。同理，在得到均质压燃发动机需要的运行工况时，就需要获得对应运行工况下的理想燃烧参数。
进一步地，上述步骤S310所述“当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，获取均质压燃发动机在高工况运行时的高工况理想燃烧参数”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，根据运行工况与理想燃烧参数对应的映射表，得到均质压燃发动机在高工况运行时的高工况理想燃烧参数。高工况理想燃烧参数也可通过试验标定的理想燃烧参数图表进行查询获得，具体可通过中间差值法查表获得。
S320、根据获得的当前实际燃烧参数，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力，达到高工况运行时的高工况理想燃烧参数要求。
其中，高工况理想燃烧参数包括高工况理想发动机转速、高工况理想缸内温度、高工况理想缸内压力、高工况理想进气流量、高工况理想进气压力、高工况理想进气温度及高工况理想进气臭氧浓度。
进一步地，上述步骤S320中所述“控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气流量、进气温度及进气压力”步骤，具体包括如下步骤：
S322、控制降低臭氧生成量，以降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度。同理，可通过控制生产较少的臭氧以降低臭氧浓度，达到高工况理想燃烧参数要求。
而且，还可控制改变进行混合的天然气和空气的量，以调控空气/天然气混合比例，从而达到高工况理想燃烧参数要求。
此外，还可控制改变进入均质压燃发动机混合气体的流量，以改变进入均质压燃发动机的混合气体的进气流量，达到高工况理想燃烧参数要求。
S324、控制降低对进入均质压燃发动机混合气体进行加热的加热温度，以降低进入均质压燃发动机的混合气体的进气温度。同理，可通过降低对天然气/空气混合气体进行加热的温度，以降低混合气体的温度，从而降低进入发动机的混合气体的进气温度，达到高工况理想燃烧参数要求。
S326、控制降低对进入均质压燃发动机混合气体进行加压的压力，以降低进入均质压燃发动机的混合气体的进气压力。同理，可通过对天然气/空气混合气体进行减压，以降低混合气体的压力，从而降低进入发动机的混合气体的进气压力，达到低工况理想燃烧参数要求。
此外，需要说明的是，上述步骤S322、S324、S326并无先后之分，可分别进行也可同时进行。
此外，如图4所示，针对上述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，本发明提出一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统，包括：
发动机工况获取模块10，用于获取均质压燃发动机的运行工况需求；
第一工况燃烧控制模块20，与所述发动机工况获取模块10通信连接，用于当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；
第二工况燃烧控制模块30，与所述发动机工况获取模块10通信连接，用于当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。
本实施例所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统与上述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法相互对应，本实施例中用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统中各个模块的功能在相应的方法实施例中详细阐述，在此不再一一说明。
此外，如图5所示，本发明提出一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置，包括用于输入空气并生成臭氧的臭氧发生器200，与臭氧发生器200连接、并与大气连通的气体混合器300，与气体混合器300连接的天然气存储装置100，与气体混合器300连接的气体加热装置400，与气体加热装置400连接的气体增压器500，与气体增压器500连接的均质压燃发动机600，设于均质压燃发动机600上的发动机检测机构，设于均质压燃发动机600和气体增压器500之间的气体检测机构，以及与气体检测机构、发动机检测机构、臭氧发生器200、气体混合器300、天然气存储装置100、气体加热装置400及气体增压器500均通信连接的电子控制单元700(即ECU)。而且，电子控制单元700可包括如上所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统。
上述电子控制单元700可对臭氧发生器200进行控制，使得臭氧发生器200生成臭氧并对臭氧生成量进行调控和获取；而且，上述电子控制单元700可对发动机检测机构进行控制，可对均质压燃发动机600的曲轴转速、缸内温度及缸内压力进行检测和获取；而且，上述电子控制单元700可对天然气存储装置100进行控制，可对天然气存储装置100输送到气体混合器300的天然气进行进行调控，以调节和获取天然气的流量信息；而且，上述电子控制单元700可气体混合器300进行控制，可对通过气体混合器300对天然气、空气及臭氧进行混合，并对天然气/空气混合比例进行调节和控制；而且，上述电子控制单元700可对气体加热装置400进行控制，以调控气体加热装置400的加热温度，从而对输送经过气体加热装置400的混合气体的温度进行调节(升温或降温)；而且，上述电子控制单元700可对气体增压器500进行控制，以调控输送经过气体增压器500的混合气体的压力，从而对输送进入均质压燃发动机600中的混合气体的压力进行提高或降低；此外，上述电子控制单元700可对气体检测机构进行控制，对气体增压器500输送到均质压燃发动机600中的混合气体的气体流量、气体压力、气体温度及臭氧浓度进行监测，并根据监测结果对臭氧发生器200、气体混合器300、天然气存储装置100、气体加热装置400、气体增压器500等设备进行调节控制。
而且，在一些实施例中，上述发动机检测机构可包括分别设于均质压燃发动机600上并与电子控制单元700通信连接的曲轴转速传感器610、缸内温度传感器620及缸内压力传感器630。通过曲轴转速传感器610可检测均质压燃发动机600的曲轴转速，通过缸内温度传感器620可检测均质压燃发动机600的缸内温度，通过缸内压力传感器630可检测均质压燃发动机600的缸内压力。而且，上述气体检测机构可包括分别设于均质压燃发动机600和气体增压器500之间并与电子控制单元700通信连接臭氧浓度计640、气体流量计670、气体压力计660及气体温度计650。通过臭氧浓度计640可检测输送进入均质压燃发动机600内的混合气体的臭氧浓度，通过气体流量计670可检测输送进入均质压燃发动机600内的混合气体的进气流量，通过气体压力计660可检测输送进入均质压燃发动机600内的混合气体的进气压力，通过气体温度计650可检测输送进入均质压燃发动机600内的混合气体的进气温度。
此外，在一些实施例中，上述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置还可包括与臭氧发生器200和气体混合器300均连接的空气滤清器800。通设置空气滤清器800，可对输送至臭氧发生器200和气体混合器300中的空气先进行过滤，对空气进行过滤净化。此外，上述气体加热装置400可设为电热丝加热器，上述气体增压器500可设为轴流式气体增压器，两者的功率都受到电子控制单元ECU700控制。
上述用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置工作原理如下：通过曲轴转速传感器610、缸内温度传感器620和缸内压力传感器630分别对应采集均质压燃发动机700的曲轴转速、缸内温度(燃烧温度)和缸内压力(燃烧压力)信号，并将采集到的信号发送给电子控制单元ECU700；通过气体流量计670、气体压力计660、气体温度计650和臭氧浓度计640分别对应采集进气道(输送混合气体进入均质压燃发动机的管道)内混合气体的进气流量、进气压力、进气温度和臭氧浓度信号，并将采集到的信号发送给电子控制单元ECU700。
将功率需求信号(即需要的运行工况条件)发到电子控制单元ECU700，电子控制单元ECU700根据均质压燃发动机600当前的曲轴转速、燃烧温度、燃烧压力、进气流量、进气压力、进气温度和臭氧浓度，根据试验标定的理想燃烧参数图表，通过中间差值法查表得到当前工况下的理想燃烧参数，即最适的臭氧浓度、空气/天然气混合比例、进气温度、进气压力、进气流量，并通过电子控制单元ECU700对当前工况下对应的参数进行调节。而且，由于天然气辛烷值较高不容易压燃，当均质压燃发动机600需要在冷启动和低工况运行时需要提高臭氧浓度、进气温度和进气压力；当均质压燃发动机600需要在高工况运行时，需降低或停止臭氧供量。均质压燃发动机600的燃烧相位随着臭氧浓度增加而提前，通过控制臭氧浓度，能够实现对其燃烧相位的控制。
具体地，通过电子控制单元ECU700控制臭氧发生器200运行，实现臭氧的生成，并对臭氧生成量进行调节控制；通过电子控制单元ECU700控制调节天然气储存装置100的天然气阀的开度，实现天然气进气量的控制调节；通过电子控制单元ECU700控制气体加热装置400，实现进气温度的控制调节；通过电子控制单元ECU700控制气体增压器500，实现进气压力的控制调节。而且，空气从空气进气道进入空气滤清器800后，一部分空气通入臭氧发生器200用于生成臭氧，一部分空气通入气体混合器300与天然气混合生成的臭氧混合气体。
本发明通过添加并改变臭氧浓度、控制天然气/空气混合比例，可改变混合气体的化学反应动力学过程，实现对均质压燃HCCI发动机的燃烧相位的控制，可拓宽天然气均质压燃HCCI发动机的高效运行工况范围。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备(即电子控制单元)，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模型，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模型，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器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。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置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。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供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步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取均质压燃发动机的运行工况需求；
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；
当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，所述“获取均质压燃发动机的运行工况需求”步骤，具体包括以下步骤：
获取均质压燃发动机在当前工况下的当前实际燃烧参数，并获取均质压燃发动机的运行工况需求；
其中，在当前工况下的当前实际燃烧参数包括当前发动机转速、当前缸内温度、当前缸内压力、当前进气流量、当前空气/天然气混合比例、当前进气压力、当前进气温度及当前进气臭氧浓度。
3.根据权利要求2所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，所述“当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，获取均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数；
根据获得的当前实际燃烧参数，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力，达到冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数要求；
其中，低工况理想燃烧参数包括低工况理想发动机转速、低工况理想缸内温度、低工况理想缸内压力、低工况理想进气流量、低工况理想空气/天然气混合比例、低工况理想进气压力、低工况理想进气温度及低工况理想进气臭氧浓度。
4.根据权利要求3所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，所述“控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括以下步骤：
控制提高臭氧生成量，以提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度；
控制提高对进入均质压燃发动机混合气体进行加热的加热温度，以提高进入均质压燃发动机的混合气体的进气温度；
控制提高对进入均质压燃发动机混合气体进行加压的压力，以提高进入均质压燃发动机的混合气体的进气压力。
5.根据权利要求3所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，所述“当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，获取均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数”步骤，具体包括以下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，根据运行工况与理想燃烧参数对应的映射表，得到均质压燃发动机在冷启动或低工况运行时的低工况理想燃烧参数。
6.根据权利要求2所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，所述“当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力”步骤，具体包括如下步骤：
当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，获取均质压燃发动机在高工况运行时的高工况理想燃烧参数；
根据获得的当前实际燃烧参数，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力，达到高工况运行时的高工况理想燃烧参数要求；
其中，高工况理想燃烧参数包括高工况理想发动机转速、高工况理想缸内温度、高工况理想缸内压力、高工况理想进气流量、高工况理想空气/天然气混合比例、高工况理想进气压力、高工况理想进气温度及高工况理想进气臭氧浓度。
7.根据权利要求6所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制方法，其特征在于，所述“控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气流量、进气温度及进气压力”步骤，具体包括如下步骤：
控制降低臭氧生成量，以降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度；
控制降低对进入均质压燃发动机混合气体进行加热的加热温度，以降低进入均质压燃发动机的混合气体的进气温度；
控制降低对进入均质压燃发动机混合气体进行加压的压力，以降低进入均质压燃发动机的混合气体的进气压力。
8.一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统，其特征在于，包括：
发动机工况获取模块，用于获取均质压燃发动机的运行工况需求；
第一工况燃烧控制模块，与所述发动机工况获取模块通信连接，用于当检测到均质压燃发动机需要在冷启动或低工况运行时，控制提高进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力；
第二工况燃烧控制模块，与所述发动机工况获取模块通信连接，用于当检测到均质压燃发动机需要在高工况运行时，控制降低进入均质压燃发动机的臭氧浓度、进气温度及进气压力。
9.一种用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置，其特征在于，包括：
臭氧发生器，用于输入空气并生成臭氧；
气体混合器，与所述臭氧发生器连接、并与大气连通；
天然气存储装置，与所述气体混合器连接；
气体加热装置，与所述气体混合器连接；
气体增压器，与所述气体加热装置连接；
均质压燃发动机，与所述气体增压器连接；
发动机检测机构，设于所述均质压燃发动机上，用于检测所述均质压燃发动机的曲轴转速、缸内温度及缸内压力；
气体检测机构，设于所述均质压燃发动机和所述气体增压器之间，用于检测所述气体增压器输送到所述均质压燃发动机中的混合气体的气体流量、气体压力、气体温度及臭氧浓度；以及，
电子控制单元，包括如权利要求8所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制系统，与所述气体检测机构、所述发动机检测机构、所述臭氧发生器、所述气体混合器、所述天然气存储装置、所述气体加热装置及所述气体增压器均通信连接。
10.根据权利要求9所述的用于混合动力均质压燃发动机燃烧控制装置，其特征在于，所述发动机检测机构包括分别设于所述均质压燃发动机上并与所述电子控制单元通信连接的曲轴转速传感器、缸内温度传感器及缸内压力传感器；
所述气体检测机构包括分别设于所述均质压燃发动机和所述气体增压器之间并与所述电子控制单元通信连接臭氧浓度计、气体流量计、气体压力计及气体温度计。
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