CN112943466A - 灵活燃料发动机的早燃控制方法、系统、车辆及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种灵活燃料发动机的早燃控制方法、系统、车辆及存储介质，所述方法包括：获取发动机的气缸压力；获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值；若判断为是，则执行发动机保护操作。本申请直接通过发动机的气缸压力识别灵活燃料发动机的早燃，具有干扰因素少、准确性高、反应速度快的优点，从而能够有效进行发动机的早燃保护，控制方法简单且可靠。
Description
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，尤其涉及一种灵活燃料发动机的早燃控制方法、系统、车辆及存储介质。
背景技术
早燃是混合气在未被火花塞点火之前，已被气缸内的发热源提早点燃的现象。早燃的特征是功率下降，发动机工作不稳定伴有敲缸声(声音发闷)，有高温过热现象。爆震一般发生在火花塞点火后，一般是可燃混合气体压缩比不正常造成的，点火后气缸压力和温度猛增，气体燃烧不正常产生压力冲击波，造成高频噪声和敲缸现象。发动机的早燃和爆震对发动机的影响都比较大，都是气缸内的可燃混合气体，不正常燃烧引起的。早燃会伴随着爆燃一起发生。汽油燃料发动机在经过长期运行后，油封密封失效烧机油，火花塞电极老化以及燃烧室内产生积碳或者其他的沉积物等，这些不确定因素会导致发动机缸内燃烧时出现早燃或者超级爆震，强烈的早燃或者超级爆震会在几秒钟内使发动机活塞或者其他运动件损坏，因此预防和及时控制发动机早燃爆震，是发动机控制技术的一项长期重要的工作。
灵活燃料发动机是可以燃烧汽油、天然气和柴油多种燃料的新型发动机，灵活燃料发动机发动机可配置为以多种混合燃料运转。对于传统汽油机来讲，发动机早燃后，在缸压升高的同时缸内会产生压力波动，从而引起发动机缸体震动，一般的做法是通过使用爆震传感器直接对发动机缸体震动的检测来监测发动机是否早燃。但是，灵活燃料发动机的燃烧特性与传统汽油内燃机不同，对于灵活燃料发动机来说，在发动机早燃后，缸内压力会升高，而缸内无压力波动，即缸体不会产生强烈震动。因此，通过传统的方式，使用爆震传感器则无法有效地监控灵活燃料发动机的早燃情况。
发明内容
本申请的目的在于提供一种灵活燃料发动机的早燃控制方法、系统、车辆及存储介质，通过发动机的气缸压力信号识别灵活燃料发动机的气缸压力变化，并快速采取发动机保护措施，从而抑制灵活燃料发动机的早燃。
本申请是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本申请提供一种灵活燃料发动机的早燃控制方法，包括：
获取发动机的气缸压力；
获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；
判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值；
若判断为是，则执行发动机保护操作。
进一步地，获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值，包括：
获取发动机转速和发动机负荷信息；
根据所述发动机转速信息和所述发动机负荷信息，确定当前发动机工况；
根据当前发动机工况，确定与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值。
进一步地，通过台架标定的方式确定与所述当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值。
进一步地，所述方法还包括：
获取发动机水温信息；
基于所述发动机水温信息，对所述压力阈值和所述压力波动积分阈值进行修正。
进一步地，在判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值之后，还包括：若判断为否，则不执行发动机保护操作，发动机正常运行。
进一步地，在执行发动机保护操作之后，包括：
持续获取发动机的气缸压力；
判断所述气缸压力是否同时满足所述气缸压力低于所述压力阈值以及所述气缸压力小于所述压力波动积分阈值；
若所述气缸压力同时满足所述气缸压力低于所述压力阈值以及所述气缸压力小于所述压力波动积分阈值，则停止执行发动机保护操作。
进一步地，所述发动机保护操作包括加浓混合气、发动机限扭和断油中的至少一种。
第二方面，本申请提供一种灵活燃料发动机的早燃控制系统，包括气缸压力获取模块、阈值获取模块、判断模块和发动机保护控制模块；所述气缸压力获取模块用于获取发动机的气缸压力；所述阈值获取模块用于获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；所述判断模块用于判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值；所述发动机保护控制模块用于根据所述判断模块的判断结果执行发动机保护操作。
第三方面，本申请提供一种车辆，该车辆包括上述的灵活燃料发动机的早燃控制系统。
第四方面，本申请提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述的方法。
实施本申请的技术方案，具有如下有益效果：
本申请通过发动机的气缸压力信号识别灵活燃料发动机的气缸压力变化，并快速采取发动机保护措施，从而抑制灵活燃料发动机的早燃。由于本申请直接通过发动机的气缸压力识别灵活燃料发动机的早燃，具有干扰因素少、准确性高、反应速度快的优点，从而能够有效进行发动机的早燃保护。而且，本申请仅通过发动机的气缸压力就可以准确判别灵活燃料发动机早燃以抑制发动机早燃，无需结合其他手段进行早燃判断，控制方法简单且可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它附图。
图1是本申请实施例提供的早燃控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例的获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值的流程示意图；
图3是本申请实施例供的修正压力阈值和压力波动积分阈值的流程示意图；
图4是本申请实施例的停止执行发动机保护操作的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的早燃控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本申请作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例
现有技术中使用爆震传感器监控发动机的早燃爆震情况。但是，对于灵活燃料发动机来说，在发动机早燃后，缸内压力可能会迅速升高，而缸内压力变化平稳，基本不产生波动，即缸体不会产生强烈震动，由于爆震传感器是识别缸内缸压波动产生的震动频率信号，因此使用爆震传感器根本无法判别灵活燃料发动机早燃的发生，进而可能导致发动机的损坏。为此，本实施例提供一种用于灵活燃料发动机的早燃控制方法，参阅图1所示的流程示意图，本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图1所示，该方法包括：
S101、获取发动机的气缸压力；
灵活燃料发动机产生早燃或者超级爆震时，燃烧室内的气缸压力迅速上升，而且压力变化很平稳，基本无波动，采用现有技术中常用的爆震传感器根本无法识别这种气缸压力变化，在一个具体的实施方式中，可以通过设置于燃烧室内的压力传感器直接获取发动机的气缸压力信息，准确度高且干扰因素少。
S102、获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；
作为一种具体的实施方式，参阅图2，获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值，包括：
S201、获取发动机转速和发动机负荷信息；
S202、根据发动机转速信息和发动机负荷信息，确定当前发动机工况；发动机工况即发动机的工作状况，具体地，当前发动机工况例如可以包括怠速工况、小负荷工况、中等负荷工况、大负荷工况和加速工况。
S203、根据当前发动机工况，确定与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值。
作为一种具体的实施方式，通过台架标定的方式确定与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值。
本实施例中，采用台架标定的方式，针对不同转速、不同负荷下对发动机进行性能标定，以确保发动机在各个工况下的动力性、燃油经济性和排放性能达到最佳。
进一步地，参阅图3，所述方法还包括：
S301、获取发动机水温信息；
S302、基于发动机水温信息，对压力阈值和压力波动积分阈值进行修正。
由于在不同的发动机工况下发动机水温是有变化的，本申请实施例中，基于发动机水温对压力阈值和压力波动积分阈值进行修正，能够进一步提高在各发动机工况下确定的压力阈值和压力波动积分阈值的准确性。
S103、判断气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：气缸压力高于压力阈值，气缸压力超过压力波动积分阈值；
S104、若判断为是，则执行发动机保护操作；
本实施例中，在发动机的气缸压力满足气缸压力高于压力阈值和气缸压力超过压力波动积分阈值中的至少一个条件时，就执行发动机保护操作，具有反应速度快的特点，从而能够有效地控制发动机的早燃，起到保护发动机的作用。
作为一种具体的实施方式，在判断气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：气缸压力高于压力阈值，气缸压力超过压力波动积分阈值之后，还包括：若判断为否，即同时满足气缸压力不高于压力阈值和气缸压力不超过压力波动积分阈值，则不执行发动机保护操作，发动机正常运行。
本实施例识别到早燃后，通过合理方式避免后续可能早燃发生，达到保护发动机目的。作为一种具体的实施方式，发动机保护操作包括加浓混合气、发动机限扭和断油中的至少一种。
具体地，识别到早燃后，会选择加浓混合气，降低缸内温度，抑制后续早燃出现。
具体地，发动机限扭能够减小缸内最大充量，进而可以降低缸内温度，降低早燃倾向。
具体地，当早燃倾向特别严重时，加浓混合气、发动机限扭都无法有效抑制早燃出现，为了快速保护发动机，可以采取更为紧急的保护方式，即直接对早燃较多的气缸采取断油控制。
作为一种具体的实施方式，参阅图4，在执行发动机保护操作之后，包括：
S401、持续获取发动机的气缸压力；
S402、判断气缸压力是否同时满足气缸压力低于压力阈值以及气缸压力小于压力波动积分阈值；
S403、若气缸压力同时满足气缸压力低于压力阈值以及气缸压力小于压力波动积分阈值，则停止执行发动机保护操作。
本申请实施例中，根据发动机的气缸压力信息，来判断执行发动机保护操作的效果，当气缸压力信息同时满足所述气缸压力低于所述压力阈值以及所述气缸压力小于所述压力波动积分阈值时，说明气缸压力稳定且无波动，则停止执行发动机保护操作。
上述实施例中的技术方案，通过发动机的气缸压力信号识别灵活燃料发动机的气缸压力变化，并快速采取发动机保护措施，从而抑制灵活燃料发动机的早燃。由于本申请直接通过发动机的气缸压力识别灵活燃料发动机的早燃，具有干扰因素少、准确性高、反应速度快的优点，从而能够有效进行发动机的早燃保护。而且，本申请仅通过发动机的气缸压力就可以准确判别灵活燃料发动机早燃以抑制发动机早燃，无需结合其他手段进行早燃判断，控制方法简单且可靠。
需要说明的是，上述实施例中的技术方案，也可以应用于甲醇、乙醇等醇类发动机，并且可以起到上述相同的技术效果，此处不再一一赘述。
本申请的另一实施例提供一种用于灵活燃料发动机的早燃控制系统，参阅图5，该早燃控制系统包括气缸压力获取模块、阈值获取模块、判断模块和发动机保护控制模块；气缸压力获取模块用于获取发动机的气缸压力；阈值获取模块用于获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；判断模块用于判断气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：气缸压力高于压力阈值，气缸压力超过压力波动积分阈值；发动机保护控制模块用于根据判断模块的判断结果执行发动机保护操作。
本实施例中，气缸压力获取模块可以包括设于燃烧室内的压力传感器，压力传感器用于获取各气缸内的气缸压力，如用于检测第一气缸内气缸压力的第一压力传感器，用于检测第二气缸内气缸压力的第二压力传感器等，通过安装压力传感器对发动机的气缸压力进行检测，具体地，各气缸中收容有滑动自如的活塞，该活塞经由连杆而连结于曲轴，在活塞上方形成有燃烧室，燃烧室内安装有压力传感器，从而通过该压力传感器直接检测发动机的气缸压力。
需要说明的，所述系统实施例中的系统与方法实施例基于同样的发明构思。详情请参见方法实施例，在此不再赘述。由于上述实施例中的早燃控制方法具有的上述有益效果，该早燃控制系统也应具有相同的效果，此处也不再一一赘述。
本申请实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述的用于灵活燃料发动机的早燃控制系统。由于上述实施例中的早燃控制系统具有的上述有益效果，该车辆也应具有相同的效果，此处不再一一赘述。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述的方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络客户端中的至少一个网络客户端。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后应说明的是：以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，包括：
获取发动机的气缸压力；
获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；
判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值；
若判断为是，则执行发动机保护操作。
2.根据权利要求1所述的灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值，包括：
获取发动机转速和发动机负荷信息；
根据所述发动机转速信息和所述发动机负荷信息，确定当前发动机工况；
根据当前发动机工况，确定与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值。
3.根据权利要求2所述的灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，通过台架标定的方式确定与所述当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值。
4.根据权利要求2所述的灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取发动机水温信息；
基于所述发动机水温信息，对所述压力阈值和所述压力波动积分阈值进行修正。
5.根据权利要求1所述的灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，在判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值之后，还包括：
若判断为否，则不执行发动机保护操作，发动机正常运行。
6.根据权利要求1所述的灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，在执行发动机保护操作之后，包括：
持续获取发动机的气缸压力；
判断所述气缸压力是否同时满足所述气缸压力低于所述压力阈值以及所述气缸压力小于所述压力波动积分阈值；
若所述气缸压力同时满足所述气缸压力低于所述压力阈值以及所述气缸压力小于所述压力波动积分阈值，则停止执行发动机保护操作。
7.根据权利要求1所述的灵活燃料发动机的早燃控制方法，其特征在于，所述发动机保护操作包括加浓混合气、发动机限扭和断油中的至少一种。
8.一种灵活燃料发动机的早燃控制系统，其特征在于，包括气缸压力获取模块、阈值获取模块、判断模块和发动机保护控制模块；
所述气缸压力获取模块用于获取发动机的气缸压力；
所述阈值获取模块用于获取与当前发动机工况对应的压力阈值和压力波动积分阈值；
所述判断模块用于判断所述气缸压力是否满足以下条件中的至少之一：所述气缸压力高于所述压力阈值，所述气缸压力超过所述压力波动积分阈值；
所述发动机保护控制模块用于根据所述判断模块的判断结果执行发动机保护操作。
9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的灵活燃料发动机的早燃控制系统。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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