CN113027620B - 发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机 - Google Patents

发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN113027620B
CN113027620B CN202110388172.0A CN202110388172A CN113027620B CN 113027620 B CN113027620 B CN 113027620B CN 202110388172 A CN202110388172 A CN 202110388172A CN 113027620 B CN113027620 B CN 113027620B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substitution rate
engine
preset
fuel
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110388172.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113027620A (zh
Inventor
曹石
秦涛
李国朋
孙梦琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weichai Power Co Ltd
Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Weichai Power Co Ltd
Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weichai Power Co Ltd, Weifang Weichai Power Technology Co Ltd filed Critical Weichai Power Co Ltd
Priority to CN202110388172.0A priority Critical patent/CN113027620B/zh
Publication of CN113027620A publication Critical patent/CN113027620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113027620B publication Critical patent/CN113027620B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机，所述方法包括：根据当前工况信息确定对应的预设替代率，根据预设替代率控制发动机动作，并确定发动机的排放信息，将发动机的排放信息以及预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，根据估算替代率以及预设替代率确定当前工况信息对应的喷射修正因子，根据喷射修正因子控制发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对发动机的实际燃料替代率的修正，既保证了燃料燃烧的充分性，又降低了排放尾气中甲烷值的含量，避免了对环境的污染。

Description

发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机
技术领域
本发明实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机。
背景技术
随着排放法规的逐渐升级，在船用发动机领域，柴油天然气双燃料发动机越来越被广泛应用。
双燃料发动机在运行过程中，不同工况下天然气及柴油的分配比例不同，排放尾气中甲烷的浓度也不同。
现有技术中，传统的开环控制策略受船用发动机运行工况、柴油及天然气品质以及发动机零部件等因素影响，难以实现燃料替代率的精确控制，进而导致某些工况下燃料替代率过高或过低，造成燃烧不充分，进而使得排放尾气中甲烷值过高，造成了对环境的污染。
发明内容
本发明实施例提供一种发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机，以提高燃料替代率控制的准确性。
第一方面，本发明实施例提供一种发动机燃料替代率控制方法，包括：
根据当前工况信息确定对应的预设替代率；
根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息；
将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率；
根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子；
根据所述喷射修正因子控制所述发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对所述发动机的实际燃料替代率的修正。
可选的，所述根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息，包括：
将所述预设替代率输入至所述发动机中的双燃料控制设备，以确定对应的初始柴油喷射量和初始燃气喷射量；
根据所述初始柴油喷射量和所述初始燃气喷射量控制所述发动机运行，确定所述发动机对应的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度。
可选的，所述发动机的排放信息包括所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，
则所述将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，包括：
将所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率。
可选的，所述将所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，包括：
将所述排气流量和所述甲烷排放浓度输入至预存的替代率修正MAP中，得到第一修正系数；
将所述排气温度输入至预存的替代率修正CURE中，得到第二修正系数；
根据预存处理规则对所述第一修正系数、所述第二修正系数以及所述预设替代率进行处理，得到估算替代率。
可选的，所述根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子，包括：
根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定控制偏差信息；
根据所述控制偏差信息进行PID闭环控制，确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子。
可选的，所述根据当前工况信息确定对应的预设替代率，包括：
获取所述发动机的转速信息和需求扭矩信息；
根据所述转速信息和所述需求扭矩信息确定当前工况信息；
根据预存的工况信息与替代率对应关系确定所述当前工况信息对应的预设替代率。
可选的，在所述将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率之前，还包括：
获取若干排放训练信息以及与各排放训练信息对应的预设训练替代率，其中，各排放训练信息中包含发动机的排气训练流量、排气训练温度以及甲烷排放训练浓度中的任意一种或多种；
将所述各排放训练信息作为网络模型的输入，将所述各排放训练信息对应的预设训练替代率作为所述网络模型的输出对所述网络模型进行训练，得到燃料替代率估算模型。
第二方面，本发明实施例提供一种发动机燃料替代率控制装置，包括：
确定模块，用于根据当前工况信息确定对应的预设替代率；
所述确定模块，还用于根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息；
处理模块，用于将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率；
所述处理模块，还用于根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子；
所述处理模块，还用于根据所述喷射修正因子控制所述发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对所述发动机的实际燃料替代率的修正。
第三方面，本发明实施例提供一种发动机，包括：
发动机本体；
至少一个电子控制单元和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个电子控制单元执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个电子控制单元执行如第一方面任一项所述的发动机燃料替代率控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种船舶，包括船舶本体，以及如第三方面所述的发动机。
本发明实施例提供了一种发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机，采用上述方案后，可以先根据当前工况信息确定对应的预设替代率，然后根据该预设替代率控制发动机动作，并确定发动机的排放信息，再将该发动机的排放信息以及预设替代率输入至燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，并根据该估算替代率和预设替代率确定当前工况信息对应的喷射修正因子，再根据喷射修正因子控制发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对发动机的实际燃料替代率的修正，通过结合发动机排放的尾气参数来实时控制燃料替代率的方式，使得发动机在最优的柴油和天然气喷射比例下运行，既保证了燃料燃烧的充分性，又降低了排放尾气中甲烷值的含量，避免了对环境的污染。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的发动机燃料替代率控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的燃料替代率估算模型的应用原理示意图；
图3为本发明实施例提供的发动机燃料替代率控制方法的应用原理示意图；
图4为本发明实施例提供的发动机燃料替代率控制装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的发动机的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)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，以便这里描述的本发明的实施例还能够包括除了图示或描述的那些实例以外的其他顺序实例。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、产品或设备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。
现有技术中，燃料替代率表征的是柴油和天然气双燃料发动机掺烧时，天然气和柴油的比例，比例大小直接影响着发动机缸内的燃烧状况，因而合理的控制柴油天然气的分配比例对于双燃料发动机性能指标及排放特性至关重要。此外，双燃料发动机在运行过程中，不同工况下天然气及柴油的分配比例不同，排放尾气中甲烷的浓度也不同。传统的开环控制策略受船用发动机运行工况、柴油及天然气品质以及发动机零部件等因素影响，难以实现燃料替代率的精确控制，导致实际的燃料替代率偏离预设燃料替代率，进而导致某些工况下燃料替代率过高或过低，造成燃烧不充分，进而使得排放尾气中甲烷值过高，造成了对环境的污染。
基于上述问题，本申请通过结合发动机排放的尾气参数来实时控制燃料替代率(燃油喷射量和燃气喷射量的比例)的方式，使得发动机在最优的柴油和天然气喷射比例下运行，达到了既保证了燃料燃烧的充分性，又降低了排放尾气中甲烷值的含量，避免了对环境的污染的技术效果。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的发动机燃料替代率控制方法的流程示意图，本实施例的方法可以由ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)执行，具体的，ECU可以单独部署的，也可以部署在发动机中。如图1所示，本实施例的方法，可以包括：
S101：根据当前工况信息确定对应的预设替代率。
在本实施例中，发动机在运行过程中，可能涉及到多种不同的工况信息，示例性的，工况信息可以为转速不变，而功率改变。工况信息还可以为功率与转速的关系类似于三次幂函数，即发动机功率与转速之间呈现一种十分有规律的变化。工况信息还可以为转速变化幅度很大，而功率变化也极不稳定等。
为了既可以使双燃料发动机的柴油喷射量和燃气喷射量的喷射比例达到最优比，又可以兼顾发动机的动力性和经济性问题，同时使排放的甲烷含量符合相关规定，减少对环境的保护，可以预先针对不同的工况信息确定对应的预设替代率，然后可以以工况信息与替代率对应关系的形式进行存储。
其中，工况信息与替代率对应关系可以存储在云端，也可以存储在本地数据库中。
进一步的，工况信息可以包括发动机的转速信息和需求扭矩信息，则根据当前工况信息确定对应的预设替代率，具体可以包括：
获取发动机的转速信息和需求扭矩信息。
根据转速信息和需求扭矩信息确定当前工况信息。
根据预存的工况信息与替代率对应关系确定当前工况信息对应的预设替代率。
具体的，在确定当前工况信息时，可以先获取发动机的转速信息和需求扭矩信息，然后根据该转速信息和需求扭矩信息确定对应的当前工况信息。其中，不同的转速信息和需求扭矩信息对应不同的工况信息，具体可以通过预设的对应关系表进行确定。在确定出当前工况信息之后，可以根据预存的工况信息与替代率对应关系确定当前工况信息对应的预设替代率，然后可以根据该预设替代率控制发动机运行。
S102：根据预设替代率控制发动机动作，并确定发动机的排放信息。
在本实施例中，在确定了预设替代率之后，可以根据该预设替代率控制发动机动作，并确定动作之后的发动机的排放信息。其中，发动机的排放信息可以包括发动机对应的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度，则根据预设替代率控制发动机动作，并确定发动机的排放信息，具体可以包括：
将预设替代率输入至发动机中的双燃料控制设备，以确定对应的初始柴油喷射量和初始燃气喷射量。
根据所述初始柴油喷射量和所述初始燃气喷射量控制所述发动机运行，确定所述发动机对应的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度。
具体的，在确定了预设替代率之后，可以将该预设替代率输入至发动机中的双燃料控制设备，双燃料控制设备在接收到预设替代率之后，可以根据该预设替代率确定发动机的初始柴油喷射量和初始燃气喷射量，然后发动机可以根据该初始柴油喷射量和初始燃气喷射量控制发动机运行，并产生尾气进行排放。然后可以对产生的尾气进一步进行分析，确定排放信息，具体的，可以确定尾气中的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度。
其中，可以通过甲烷实时检测装置来确定尾气中的甲烷排放浓度。
另外，其他确定尾气中的排放信息的方式也在本申请的保护范围之内，在此不再详细进行论述。
S103：将发动机的排放信息以及预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率。
在本实施例中，在确定发动机的排放信息和预设替代率之后，可以将该发动机的排放信息和预设替代率输入至燃料替代率估算模型中进行识别。
进一步的，发动机的排放信息可以包括发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，则将发动机的排放信息以及预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，具体可以包括：
将发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，以及预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率。
S104：根据估算替代率以及预设替代率确定当前工况信息对应的喷射修正因子。
在本实施例中，在通过燃料替代率估算模型确定当前工况对应的估算替代率之后，可以根据估算替代率以及预设替代率确定当前工况信息对应的喷射修正因子，具体过程可以为：
根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定控制偏差信息。
根据所述控制偏差信息进行比例积分微分PID闭环控制，确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子。
具体的，可以先确定估算替代率和预设替代率之间的控制偏差信息，然后根据该控制偏差信息进行PID闭环反馈控制，确定当前工况信息对应的喷射修正因子。其中，基于控制偏差信息进行PID闭环反馈控制，确定当前工况信息对应的喷射修正因子可以采用现有技术来实现，在此不再详细进行论述。
S105：根据喷射修正因子控制发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对发动机的实际燃料替代率的修正。
在本实施例中，在确定了喷射修正因子之后，可以基于该喷射修正因子对发动机的实际燃料替代率进行修正，具体可以通过控制发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，使得双燃料发动机实际的燃料替代率可以紧密的跟踪预设替代率，从而使发动机在最优的柴油和天然气喷射比例下运行，兼顾发动机动力性、经济性的同时，使甲烷排放水平满足相关要求，减少对环境的破坏。
采用上述方案后，可以先根据当前工况信息确定对应的预设替代率，然后根据该预设替代率控制发动机动作，并确定发动机的排放信息，再将该发动机的排放信息以及预设替代率输入至燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，并根据该估算替代率和预设替代率确定当前工况信息对应的喷射修正因子，再根据喷射修正因子控制发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对发动机的实际燃料替代率的修正，通过结合发动机排放的尾气参数来实时控制燃料替代率的方式，使得发动机在最优的柴油和天然气喷射比例下运行，既保证了燃料燃烧的充分性，又降低了排放尾气中甲烷值的含量，避免了对环境的污染。
基于图1的方法，本说明书实施例还提供了该方法的一些具体实施方案，下面进行说明。
在另一个实施例中，将发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，以及预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，具体可以包括：
将排气流量和甲烷排放浓度输入至预存的替代率修正MAP中，得到第一修正系数。
将排气温度输入至预存的替代率修正CURE中，得到第二修正系数。
根据预存处理规则对所述第一修正系数、所述第二修正系数以及所述预设替代率进行处理，得到估算替代率。
在本实施例中，燃料替代率估算模型的目的是基于设定替代率、发动机排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度等参数估算当前工况下的实时估算替代率，该估算方法可以有很多，本实施例主要可以通过在台架和实际船机上进行优化标定，确认不同工况下的理想替代率的方式来对替代率进行估算。其中，预存处理规则可以依据不同的估算方法具体进行确定。
进一步的，图2为本发明实施例提供的燃料替代率估算模型的应用原理示意图，如图2所示，在该实施例中，可以先将排气流量和甲烷排放浓度输入至预存的替代率修正MPA中进行识别，得到第一修正系数，然后可以将排气温度输入至预存的替代率修正CURE中进行识别，得到第二修正系数，再根据预存的处理规则将第一修正系数和第二修正系数相乘，得到替代率修正系数，再将替代率修正系数与预设替代率相乘，得到估算替换率，即估算的实际替代率。其中，替代率修正MAP为预先标定好的二维数组，而替代率修正CURE为预先标定好的一维数组。
此外，在另一种实现方式中，燃料替代率估算模型可以通过对网络模型进行训练的方式来确定，具体实现方式可以为：
在S103之前，所述方法还可以包括：
获取若干排放训练信息以及与各排放训练信息对应的预设训练替代率，其中，各排放训练信息中包含发动机的排气训练流量、排气训练温度以及甲烷排放训练浓度中的任意一种或多种。
将所述各排放训练信息作为网络模型的输入，将所述各排放训练信息对应的预设训练替代率作为所述网络模型的输出对网络模型进行训练，得到燃料替代率估算模型。
在本实施例中，排放训练信息可以有多组，每组排放训练信息可以包括发动机的排气训练流量、排气训练温度以及甲烷排放训练浓度中的任意一种或多种，通过多组包含不同内容的排放训练信息来对网络模型进行训练，提高了训练得到的燃料替代率估算模型的识别准确性。
在另一实施例中，图3为本发明实施例提供的发动机燃料替代率控制方法的应用原理示意图，如图3所示，在该实施例中，通过采用当前工况下的预设替代率、实时监测的甲烷排放浓度、排气流量和发动机排气温度估算当前工况下所需的燃料替代率，并结合不同发动机转和需求扭矩下的预设燃料替代率进行PID闭环反馈控制。对应的，可以先建立一个燃料替代率的实时估算模型以在线估算当前工况下最优的燃料替代率，然后可以通过实时估算的燃料替代率与设定的燃料替代率得到一个控制偏差，基于该控制偏差进行PID闭环控制，输出当前工况下对应的燃料喷射量的修正因子，保证双燃料发动机实际的燃料替代率紧密地跟踪设定的燃料替代率，从而使发动机在最优的柴油和天然气喷射比例下运行，兼顾发动机动力性、经济性的同时，使甲烷排放水平满足相关要求。
基于同样的思路，本说明书实施例还提供了上述方法对应的装置，图4为本发明实施例提供的发动机燃料替代率控制装置的结构示意图，如图4所示，可以包括：
确定模块401，用于根据当前工况信息确定对应的预设替代率。
在本实施例中，所述确定模块401，还用于：
获取所述发动机的转速信息和需求扭矩信息。
根据所述转速信息和所述需求扭矩信息确定当前工况信息。
根据预存的工况信息与替代率对应关系确定所述当前工况信息对应的预设替代率。
所述确定模块401，还用于根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息。
在本实施例中，所述确定模块401，还用于：
将所述预设替代率输入至所述发动机中的双燃料控制设备，以确定对应的初始柴油喷射量和初始燃气喷射量。
根据所述初始柴油喷射量和所述初始燃气喷射量控制所述发动机运行，确定所述发动机对应的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度。
处理模块402，用于将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率。
在本实施例中，所述发动机的排放信息包括所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，
则所述处理模块402，还用于：
将所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度中的任意一种或多种，以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率。
所述处理模块402，还用于根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子。
在本实施例中，所述处理模块402，还用于：
根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定控制偏差信息。
根据所述控制偏差信息进行PID闭环控制，确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子。
所述处理模块402，还用于根据所述喷射修正因子控制所述发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对所述发动机的实际燃料替代率的修正。
采用上述方案后，可以先根据当前工况信息确定对应的预设替代率，然后根据该预设替代率控制发动机动作，并确定发动机的排放信息，再将该发动机的排放信息以及预设替代率输入至燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，并根据该估算替代率和预设替代率确定当前工况信息对应的喷射修正因子，再根据喷射修正因子控制发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对发动机的实际燃料替代率的修正，通过结合发动机排放的尾气参数来实时控制燃料替代率的方式，使得发动机在最优的柴油和天然气喷射比例下运行，既保证了燃料燃烧的充分性，又降低了排放尾气中甲烷值的含量，避免了对环境的污染。
在另一实施例中，所述处理模块402，还用于：
将所述排气流量和所述甲烷排放浓度输入至预存的替代率修正MAP中，得到第一修正系数。
将排气温度输入至预存的替代率修正CURE中，得到第二修正系数。
根据预存处理规则对所述第一修正系数、所述第二修正系数以及所述预设替代率进行处理，得到估算替代率。
在另一实施例中，所述处理模块402，还用于：
获取若干排放训练信息以及与各排放训练信息对应的预设训练替代率，其中，各排放训练信息中包含发动机的排气训练流量、排气训练温度以及甲烷排放训练浓度中的任意一种或多种。
将所述各排放训练信息作为网络模型的输入，将所述各排放训练信息对应的预设训练替代率作为所述网络模型的输出对所述网络模型进行训练，得到燃料替代率估算模型。
本发明实施例提供的装置，可以实现上述如图1所示的实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图5为本发明实施例提供的发动机的硬件结构示意图，如图5所示，本实施例提供的设备500包括：
发动机本体；
至少一个电子控制单元501和存储器502。其中，电子控制单元501、存储器502通过总线503连接。
在具体实现过程中，至少一个电子控制单元501执行所述存储器502存储的计算机执行指令，使得至少一个电子控制单元501执行上述方法实施例中的方法。
电子控制单元501的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
在上述的图5所示的实施例中，应理解，电子控制单元可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用电子控制单元、数字信号电子控制单元(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称：ASIC)等。通用电子控制单元可以是微电子控制单元或者该电子控制单元也可以是任何常规的电子控制单元等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件电子控制单元执行完成，或者用电子控制单元中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
另一方面，本发明实施例还提供一种船舶，包括船舶本体，以及如上所述的发动机。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在以上描述中，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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种发动机燃料替代率控制方法，其特征在于，包括：
根据当前工况信息确定对应的预设替代率；
根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息；
将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率；
根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子；
根据所述喷射修正因子控制所述发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对所述发动机的实际燃料替代率的修正；
所述发动机的排放信息包括所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度，
则所述将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率，包括：
将所述发动机的排气流量、排气温度、甲烷排放浓度以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率；
进一步包括：
将所述排气流量和所述甲烷排放浓度输入至预存的替代率修正MAP中，得到第一修正系数；
将所述排气温度输入至预存的替代率修正CURE中，得到第二修正系数，其中，所述替代率修正MAP为预先标定好的二维数组，所述替代率修正CURE为预先标定好的一维数组；
将所述第一修正系数和所述第二修正系数相乘，得到替代率修正系数，再将所述替代率修正系数与预设替代率相乘，得到估算替代 率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息，包括：
将所述预设替代率输入至所述发动机中的双燃料控制设备，以确定对应的初始柴油喷射量和初始燃气喷射量；
根据所述初始柴油喷射量和所述初始燃气喷射量控制所述发动机运行，确定所述发动机对应的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子，包括：
根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定控制偏差信息；
根据所述控制偏差信息进行PID闭环控制，确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据当前工况信息确定对应的预设替代率，包括：
获取所述发动机的转速信息和需求扭矩信息；
根据所述转速信息和所述需求扭矩信息确定当前工况信息；
根据预存的工况信息与替代率对应关系确定所述当前工况信息对应的预设替代率。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率之前，还包括：
获取若干排放训练信息以及与各排放训练信息对应的预设训练替代率，其中，各排放训练信息中包含发动机的排气训练流量、排气训练温度以及甲烷排放训练浓度中的任意一种或多种；
将所述各排放训练信息作为网络模型的输入，将所述各排放训练信息对应的预设训练替代率作为所述网络模型的输出对所述网络模型进行训练，得到燃料替代率估算模型。
6.一种发动机燃料替代率控制装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据当前工况信息确定对应的预设替代率；
所述确定模块，还用于根据所述预设替代率控制发动机动作，并确定所述发动机的排放信息；
处理模块，用于将所述发动机的排放信息以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率；
所述处理模块，还用于根据所述估算替代率以及所述预设替代率确定所述当前工况信息对应的喷射修正因子；
所述处理模块，还用于根据所述喷射修正因子控制所述发动机更新燃油喷射量和燃气喷射量的比例，进而实现对所述发动机的实际燃料替代率的修正；
若所述发动机的排放信息包括所述发动机的排气流量、排气温度以及甲烷排放浓度，则所述处理模块，还用于：将所述发动机的排气流量、排气温度、甲烷排放浓度以及所述预设替代率输入至预设的燃料替代率估算模型中进行识别，得到估算替代率；
所述处理模块，具体用于将所述排气流量和所述甲烷排放浓度输入至预存的替代率修正MAP中，得到第一修正系数；将排气温度输入至预存的替代率修正CURE中，得到第二修正系数，其中，所述替代率修正MAP为预先标定好的二维数组，所述替代率修正CURE为预先标定好的一维数组；将所述第一修正系数和所述第二修正系数相乘，得到替代率修正系数，再将所述替代率修正系数与预设替代率相乘，得到估算替代 率。
7.一种发动机，其特征在于，包括：
发动机本体；
至少一个电子控制单元和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个电子控制单元执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个电子控制单元执行如权利要求1至5任一项所述的发动机燃料替代率控制方法。
8.一种船舶，其特征在于，包括船舶本体，以及如权利要求7所述的发动机。
CN202110388172.0A 2021-04-12 2021-04-12 发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机 Active CN113027620B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110388172.0A CN113027620B (zh) 2021-04-12 2021-04-12 发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110388172.0A CN113027620B (zh) 2021-04-12 2021-04-12 发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113027620A CN113027620A (zh) 2021-06-25
CN113027620B true CN113027620B (zh) 2023-01-24

Family

ID=76456461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110388172.0A Active CN113027620B (zh) 2021-04-12 2021-04-12 发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113027620B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180228A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Nikki Co Ltd エンジンの燃料供給方法および装置
CN102691586A (zh) * 2012-06-21 2012-09-26 镇江恒驰科技有限公司 一种用均方差及其一阶和二阶导数控制柴油-替代燃料发动机极限替代率的方法
CN105443251A (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 长安大学 一种车用电控甲醇-柴油双燃料发动机燃料供给控制方法
CN110778404A (zh) * 2019-11-19 2020-02-11 温州大学瓯江学院 一种直喷汽油-天然气双燃料发动机控制系统及控制方法
CN111237066A (zh) * 2020-02-14 2020-06-05 长安大学 一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置及方法
CN111677592A (zh) * 2020-05-21 2020-09-18 江苏大学 一种单缸柴油机掺烧气态甲醇燃料的控制系统及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9371789B2 (en) * 2013-06-20 2016-06-21 Cummins Inc. System and method for a self-adjusting dual fuel gas control
WO2016073588A1 (en) * 2014-11-04 2016-05-12 Cummins Inc. Systems, methods, and apparatus for operation of dual fuel engines

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180228A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Nikki Co Ltd エンジンの燃料供給方法および装置
CN102691586A (zh) * 2012-06-21 2012-09-26 镇江恒驰科技有限公司 一种用均方差及其一阶和二阶导数控制柴油-替代燃料发动机极限替代率的方法
CN105443251A (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 长安大学 一种车用电控甲醇-柴油双燃料发动机燃料供给控制方法
CN110778404A (zh) * 2019-11-19 2020-02-11 温州大学瓯江学院 一种直喷汽油-天然气双燃料发动机控制系统及控制方法
CN111237066A (zh) * 2020-02-14 2020-06-05 长安大学 一种通过掺醇降低天然气发动机热负荷的装置及方法
CN111677592A (zh) * 2020-05-21 2020-09-18 江苏大学 一种单缸柴油机掺烧气态甲醇燃料的控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113027620A (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102840042B (zh) 具有egr装置的发动机及其egr率控制方法、装置
US20130085733A1 (en) NOx EMISSION ESTIMATION METHOD AND ARRANGEMENT
EP2574762B1 (en) Soot emission estimation method and arrangement
JP5249898B2 (ja) エンジン制御プログラム、方法及び装置
JP5273183B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN113027620B (zh) 发动机燃料替代率控制方法、装置及发动机
CN116220870A (zh) 车辆尾气排放的控制方法、装置、电子设备和存储介质
CN112879174B (zh) 汽油机喷射模式切换燃油补偿控制方法、系统及存储介质
DE102012206046B4 (de) Maschinenkalibrierungssystem zum Kalibrieren einer gesteuerten Variable für ein Betätigungsglied
CN101761407B (zh) 基于灰色系统预测理论的内燃机喷油量的主动控制方法
CN116591846A (zh) 一种燃油喷射控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN113266481A (zh) 车辆控制方法、车辆用控制装置以及服务器
CN110925106B (zh) 发动机的节气门的控制方法和装置、电子设备、发动机
US9228528B2 (en) Feedback control system
CN114575993B (zh) 增压器保护控制方法、装置及终端设备
CN113795661B (zh) 内燃发动机的控制器
CN108846132B (zh) 基于配方文件的船用柴油机scr电控系统map图查询方法
CN114625107A (zh) 一种基于stars测控系统的ecu自动标定方法及系统
US9644520B2 (en) Control system for determining biofuel content
JP2000508036A (ja) 内燃機関のための２重制御ループのシステムおよび方法
CN100412341C (zh) 控制内燃机的方法和装置
CN109253884A (zh) 基于神经网络的涡轮排气背压估计方法
CN114738130B (zh) 一种发动机空燃比的调节方法及装置
CN113006961B (zh) 汽油机vvt变化时燃油控制方法及系统
Wissam et al. Online identification of the turbocharger efficiency for diesel engine control

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant