CN114320625A - 发动机的氢气喷射的控制方法、系统、处理器及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机的氢气喷射的控制方法、系统、处理器及电子装置，发动机的氢气喷射的控制方法包括：启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。本发明解决了相关技术的氢能发动机的稀燃极限低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及发动机氢气喷射控制方法技术领域，具体而言，涉及一种发动机的氢气喷射的控制方法、系统、处理器及电子装置。
背景技术
目前的氢能发动机大多采用进气道喷射，存在进气道“阻塞”、早燃、回火等问题，导致氢能发动机动力性差、热效率低。少部分采用多次喷射的氢能发动机，并未对氢气喷射策略进行精确控制，同样会导致回火和热效率低等问题。并且现有的采用多次喷射的氢能发动机通常是以均匀混合氢气和空气为目的，无法实现氢气在缸内的浓度分区，无法提高氢能发动机的稀燃极限。
因此，如何控制发动机的氢气喷射以解决现有的氢能发动机存在稀燃极限低的问题成为了目前的关键问题。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种发动机的氢气喷射的控制方法、系统、处理器及电子装置，以至少解决相关技术的车辆的数据传输慢的技术问题。
根据本发明其中一实施例，提供了一种发动机的氢气喷射的控制方法，，包括：启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
可选地，基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，包括：基于工作数据，确定需要向发动机的燃烧室喷射氢气的时间段，其中，时间段包括：打开时刻至关闭时刻的时间段、关闭时刻至冲程时刻的时间段、冲程时刻至点火时刻的时间段；确定在不同时间段内待喷射至燃烧室的氢气量；基于不同时间段内待喷射至燃烧室的氢气量，生成对应不同时间段的控制指令。
可选地，基于不同时间段所对应的控制指令，控制喷射器按照该时间段所需要的氢气量喷射至燃烧室。
可选地，方法还包括：计算在不同时间段内喷射氢气量的占比，其中，占比为待喷射至燃烧室的氢气量与发动机在工作周期内喷射氢气总量的比值。
可选地，计算在不同时间段内喷射氢气量的占比，包括：获取工作周期内需要喷射氢气总量的喷气总量值，以及在不同时间段内所需要喷射氢气的量；基于喷气总量值与对应的不同时间段内所需要喷射氢气的量，确定占比，生成应不同时间段的控制指令。
可选地，控制喷射器按照该时间段所需要的氢气量喷射至燃烧室，包括：控制直接与发动机的燃烧室连通的喷射器按照该时间段所需要的氢气量喷射至燃烧室。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种发动机系统，包括：检测模块，用于检测得到发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；生成模块，用于基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量；控制模块，用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种计算机可读的存储介质，存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行前述任一项中的发动机的氢气喷射的控制方法。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行前述任一项中的发动机的氢气喷射的控制方法。
根据本发明其中一实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，上述处理器通过计算机程序执行上述的发动机的氢气喷射的控制方法。
在本发明实施例中，启动车辆时发动机进入工作模式，通过采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；以及基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量，达到了在发动机的工作周期的不同控制时间内向燃烧室喷射不同占比的氢气量的目的，使得喷入燃烧室的形成浓度分区，进而取得了提高发动机的燃烧室的稀燃极限的技术效果，并且通过调整对应控制时间内氢气的喷射占比可以控制发动机的燃烧室内的浓度分区，使得氢燃料发动机实现超稀薄燃烧，提升了氢气内燃机的功率密度和效率，解决了相关技术的车辆的数据传输慢的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明其中一可选实施例的发动机的氢气喷射的控制方法的计算机终端的硬件结构框图；
图2是根据本发明其中一可选实施例的发动机的氢气喷射的控制方法的流程图；
图3是根据本发明其中一可选实施例的应用发动机的氢气喷射的控制方法的发动机的结构示意图；
图4是根据本发明其中一可选实施例的发动机的氢气喷射的控制方法的控制示意图；
图5是根据本发明其中一可选实施例的应用发动机的氢气喷射的控制方法的发动机燃烧室内氢气浓度分区的示意图；
图6是根据本发明其中一可选实施例的发动机的氢气喷射装置的结构框图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、缸体；2、喷射器；3、储氢罐；4、压气机；5、进气管道；6、进气门；7、缸盖；8、火花塞；9、排气门；10、排气管道；11、活塞；12、连杆；13、曲轴。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，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”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，以便这里描述的本发明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。
根据本发明其中一实施例，提供了一种发动机的氢气喷射的方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
该方法实施例可以在车辆中包含存储器和处理器的电子装置或者类似的运算装置中执行。以运行在车辆的电子装置上为例，如图1所示，车辆的电子装置可以包括一个或多个处理器102(处理器可以包括但不限于中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、数字信号处理(DSP)芯片、微处理器(MCU)、可编程逻辑器件(FPGA)、神经网络处理器(NPU)、张量处理器(TPU)、人工智能(AI)类型处理器等的处理装置)和用于存储数据的存储器104。可选地，上述汽车的电子装置还可以包括用于通信功能的传输设备106、输入输出设备108以及显示设备110。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述车辆的电子装置的结构造成限定。例如，车辆的电子装置还可包括比上述结构描述更多或者更少的组件，或者具有与上述结构描述不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的发动机的氢气喷射的方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及发动机的氢气喷射的方法，即实现上述的信息处理方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
显示设备110可以例如触摸屏式的液晶显示器(LCD)和触摸显示器(也被称为“触摸屏”或“触摸显示屏”)。该液晶显示器可使得用户能够与移动终端的用户界面进行交互。在一些实施例中，上述移动终端具有图形用户界面(GUI)，用户可以通过触摸触敏表面上的手指接触和/或手势来与GUI进行人机交互，此处的人机交互功能可选的包括如下交互：创建网页、绘图、文字处理、制作电子文档、游戏、视频会议、即时通信、收发电子邮件、通话界面、播放数字视频、播放数字音乐和/或网络浏览等、用于执行上述人机交互功能的可执行指令被配置/存储在一个或多个处理器可执行的计算机程序产品或可读存储介质中。
为了应对碳达峰和碳中和目标，世界多个国家和地区、特别是欧盟国家，先后制定了传统内燃机汽车的限产限售时间表。但是，现阶段和未来相当长一段时间，尚缺乏一种切实可行的零碳排放汽车解决方案。长期以来，纯电动汽车、混合动力汽车和氢燃料电池汽车是低碳汽车的三条主要技术路线。纯电动汽车在可预见的未来依然无法突破能量密度和充电时间的瓶颈；混合动力汽车对化石燃料内燃机节能减排潜力的挖掘已经接近极限，无法实现彻底的零二氧化碳和零污染物排放；氢燃料电池在成本、耐久性等方面难以直接满足汽车的行驶需求，结合传统储能装置后，系统空前复杂，且高度依赖于高纯氢，普及应用的前景亦不明朗。
氢能发动机以经典的往复活塞式四冲程内燃机为基础，以氢气作为燃料，直接输出汽车行驶所需功率。氢气作为清洁燃料自身不含碳元素，作为掺混燃料可以有效降低HC、CO的生成，并且氢气拥有较短的淬熄距离、宽泛的燃烧极限。氢气燃烧产物是水，作为气体燃料时内燃机将不产生任何碳排放。因其对氢气纯度并无特殊要求，当使用再生能源制取工业级氢气时，氢气生产环节也可降低二氧化碳排放，进而真正实现全生命周期零碳排放。氢能发动机脱胎于成熟结构、立足于成熟工艺、扎根于成熟产业链，在各类低碳汽车技术路线中，具备顽强的生命力，是一种碳排放为零的低成本发动机。
目前的氢能发动机大多采用进气道喷射，存在进气道“阻塞”、早燃、回火等问题，导致动力性差、热效率低。少部分采用多次喷射的氢能发动机，并未对氢气喷射策略进行精确控制，同样会导致回火和热效率低等问题。
应用本申请的技术方案，发动机的氢气喷射的控制方法采用通过多次向燃烧室内喷射氢气以控制氢气浓度分区的策略，在扩大稀薄燃烧极限的同时，提高了点火稳定性，并且能够结合高压缩比、高压射流氢气直喷系统、高效增压系统和零排放后处理等技术实现发动机的绿色、高效运行。高压缩比解决了气体发动机热效率低的问题。高压射流氢气直喷技术、高效增压技术解决了气体发动机动力差和回火、爆震等异常燃烧问题。超稀薄清洁燃烧技术和零排放后处理技术则彻底解决了污染物排放的问题。即本申请的技术方案与上述技术结合，攻克了气体发动机动力差、热效率低、NOx排放高的三大难题，打通了产业化应用的技术关卡。
现有技术中，氢气发动机的氢气喷射主要分为以下几种：第一类是通过直接向发动机的燃烧室内喷射氢气和氧气，通过氢气与氧气的分层燃烧，解决燃烧室尾部燃料无法充分燃烧的问题，但是其燃烧室内的当量比始终是1，无法实现燃烧室内的浓度分区和稀薄燃烧。第二类是通过进气道喷射和缸内直喷相结合的方法，该方法需要采用两套喷射系统，增加了控制的复杂度和使用成本，而且无法有效解决进气道“阻塞”问题，导致进入燃烧室的空气不足，发动机输出功率降低。第三类是采用进气道多次喷氢，且喷射压力较低，仅仅根据“阻塞”次数将总的氢气量等份为N份，即使能够解决进气道“阻塞”问题，仍无法扩大氢气的稀燃极限，进而无法增加发动机的动力性。第四类是采用缸内多次喷射手段，将喷射过程分为预喷和主喷，该策略从排气门关闭开始进行预喷，此时进气门还处于逐渐开启阶段，喷射的氢气仍然非常容易进入进气道，形成“阻塞”和回火，进气门开启时氢气与空气混合均匀，无法实现稀薄燃烧，同时该技术方案以均匀混合为目的，无法实现氢气在缸内的浓度分区，进而无法提高稀燃极限。其中，当量比为可燃混合气中理论上可完全燃烧的实际含有的燃料量与空气量之比，当量比越大，进入燃烧室的空气越稀薄。
举例来说，采用本申请的技术方案实现稀燃极限的过程如下：
本实施例中提供了一种运行于上述车辆的电子装置的发动机的氢气喷射的控制方法，图2是根据本发明其中一实施例的发动机的氢气喷射的控制方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S10，启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；
步骤S20，采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；
步骤S30，基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
通过上述步骤，启动车辆时发动机进入工作模式，通过采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；以及基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量，达到了在发动机的工作周期的不同控制时间内向燃烧室喷射不同占比的氢气量的目的，使得喷入燃烧室的形成浓度分区，进而取得了提高发动机的燃烧室的稀燃极限的技术效果，并且通过调整对应控制时间内氢气的喷射占比可以控制发动机的燃烧室内的浓度分区，使得氢燃料发动机实现超稀薄燃烧，提升了氢气内燃机的功率密度和效率，解决了相关技术的车辆的数据传输慢的技术问题。
可选地，在步骤S30中，基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，包括：
步骤S301，基于工作数据，确定需要向发动机的燃烧室喷射氢气的时间段，其中，时间段包括：打开时刻至关闭时刻的时间段、关闭时刻至冲程时刻的时间段、冲程时刻至点火时刻的时间段；
举例来说，确定打开时刻至关闭时刻的时间段为第一喷射时域，确定关闭时刻至冲程时刻的时间段为第二喷射时域，确定冲程时刻至点火时刻的时间段为第三喷射时域。
在一个示例性实施例中，活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻为活塞压缩至一半的时刻。
步骤S302，确定在不同时间段内待喷射至燃烧室的氢气量；
通过确定在不同时间段内待喷射至燃烧室的氢气量可以实现燃烧室内的氢气浓度分区，举例来说，确定打开时刻至关闭时刻的时间段为第一喷射时域，确定关闭时刻至冲程时刻的时间段为第二喷射时域，确定冲程时刻至点火时刻的时间段为第三喷射时域，在第三喷射时域内喷射的氢气量与发动机在单个工作周期内的氢气喷射总量的比值为第一比值K1，其中，0≤K1≤30％。在第一喷射时域内喷射的氢气量与发动机在单个工作周期内的氢气喷射总量的比值为第二比值K2，其中，0≤K2≤50％。
采用本申请的技术方案，具有大负荷的发动机能够在保证动力输出性能的基础上，实现稀薄极限高的燃烧过程。如发动机具有转速N1，其中，2000r/min≤N1≤8000r/min。现有技术中的发动机往往会存在因喷射器的响应滞后而产生动力不足的问题，采用本申请的技术方案的发动机在工作周期内的多个时间段喷射氢气，其喷射时间长，不会产生动力不足的问题。
步骤S303，基于不同时间段内待喷射至燃烧室的氢气量，生成对应不同时间段的控制指令。
在一个可选地实施例中，基于不同时间段所对应的控制指令，控制喷射器按照该时间段所需要的氢气量喷射至燃烧室。
可选地，方法还包括：计算在不同时间段内喷射氢气量的占比，其中，占比为待喷射至燃烧室的氢气量与发动机在工作周期内喷射氢气总量的比值。
可选地，计算在不同时间段内喷射氢气量的占比，包括：获取工作周期内需要喷射氢气总量的喷气总量值，以及在不同时间段内所需要喷射氢气的量；基于喷气总量值与对应的不同时间段内所需要喷射氢气的量，确定占比，生成应不同时间段的控制指令。
在一个示例性实施例中，控制喷射器按照该时间段所需要的氢气量喷射至燃烧室，包括：控制直接与发动机的燃烧室连通的喷射器按照该时间段所需要的氢气量喷射至燃烧室。
也就是说，应用本申请的技术方案，发动机采用缸内直喷的喷射形式。
具体来说，以电火花塞式四冲程发动机为例，如图3所示，发动机主要包括缸体1、缸盖7、活塞11、连杆12、曲轴13、进气门6、进气管道5、排气门9、排气管道10、压气机4、火花塞8、储氢罐3、喷射器2。发动机的构成如下：发动机由缸体1与缸盖7组成，活塞11通过连杆12与曲轴13相连，缸盖7、缸体1与活塞11围成的封闭空间称为燃烧室，整个燃烧过程发生在燃烧室。缸盖上布置有火花塞8、进气管道5、进气门6、排气管道10、排气门9、喷射器2，喷射器2与储氢瓶3相连，进气管道5中布置有压气机4，压气机4对空气压缩做功，使更多的空气进入燃烧室内部。氢气储存在储气瓶3内，储气瓶3的内部压力较高，直接为喷射器2提供缸内直喷所需要的喷射压力。氢气的存储方法可以是除储气瓶以外的耐压容器。可选地，氢气的存储方法可以是除储气瓶以外的耐压容器。可选地，氢气喷射的动力来源可以是类似于高压泵的升压装置。可选地，多个控制时间内的喷射次数可以为任意次。
需要说明的是，四冲程发动机的曲轴13每旋转2圈为一个循环，即一个循环包含720℃A，每个循环包含的工作过程分为进气、压缩、做功和排气四个冲程。发动机的燃油喷射过程通常在进气和压缩两个冲程完成。但由于发动机氢气从喷射器2中通常处于气态，喷射进入燃烧室内之后非常容易扩散，与缸内的新鲜空气形成均匀的混合气。此时如果进气门6处于开启状态，氢气的密度小，有可能从进气门6与进气管道5之间的缝隙流入进气管道5，造成回火和早燃等严重问题，给发动机工作带来不利影响。
因此，本申请的发动机的氢气的喷射控制方法中存在最优喷射时域，即在进气门完全关闭之后至点火时刻之间。
在一个示例性实施例中，如图4所示，在最优时域范围内，此时，进气门5与排气门9都处于关闭状态，燃烧室是一个密闭环境，采集活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻，确定关闭时刻至冲程时刻的时间段为第二喷射时域，确定冲程时刻至点火时刻的时间段为第三喷射时域。其中，冲程时刻为活塞的压缩冲程完成一半的时刻。即将最优喷射时域的前1/2(压缩冲程早期)的时间段成为第二喷射时域，第二喷射时域开始，缸内混合气在活塞11的作用下混合比较充分。在最优喷射时域的后1/2(压缩冲程后期)时间段成为第三喷射时域，第三喷射时域内喷射的氢气量不超过氢气喷射总量的50％，此时燃烧室内的气流运动较弱，喷入的氢气不易扩散，在火花塞8周围形成较浓的混合气，缸内的混合气浓度形成了分层。但次喷射的结束时间不得晚于火花塞8的点火开始时刻。
在一个可选的实施例中，为了解决因喷射器2硬件响应时间和发动机工作负荷的限制导致的发动机需求的工作量无法满足的问题，即喷射器2都有一个最小响应时间，从完全关闭到完全开启需要一个过程，如果发动机的转速非常高，发动机每个循环的时间就会非常短，在很短的时间内，喷射器2很可能来不及进行多次喷射。另外，如果发动机的负荷特别大，一个循环中的氢气喷射量较大，在较短的时间窗口内，氢气喷射量可能无法满足负荷要求。因此，将打开时刻至关闭时刻的时间段确定为第一喷射时域。
与进气门6最大升程时刻之前喷射氢气相比，在进气门6最大升程时刻之后开始喷射，可以大大降低氢气流入进气管道的概率，有效减少回火和早燃现象。同时满足一个循环所需要的氢气量。因此，当在最优喷射时域内进行喷射无法满足喷氢量的要求时，发动机开始喷射的起始点的极限不得早于进气门开启对应的最大时刻，
在一个示例性实施例中，如图4所示，第二喷射时域与第三喷射时域之和即为最优喷射时域，第一喷射时域为次优喷射时域。最优喷射时域起始点和结束点分别为进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻；次优喷射时域的起始点和结束点分别为进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻。
可选地，第三喷射时域内，燃烧室内的气流运动较弱，喷入的氢气不易扩散，在火花塞8周围形成较浓的混合气，缸内的混合气浓度形成了分层。
值得注意的是，根据不同工况的氢气使用量，可选用其它的工作时段，活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻可调，即第二喷射时域和第三喷射时域的划分可根据不同的工况确定。
针对不同的发动机运行工况，采用本申请的技术方案，如图5所示，最终形成火花塞8近场氢气浓度高、远场浓度低的混合气分层布局。举例来说，汽油机是当量比λ＝1的燃烧系统，因此汽油机如果形成缸内分层混合气，那么火花塞周围的λ＜1。而氢气拥有较短的淬熄距离、宽泛的燃烧极限，使氢燃料发动机可以实现超稀薄燃烧，氢燃料发动机的缸内氢气的整体λ可以稀释到3.0以上。而通过采用本申请的技术方案，可以使火花塞8周围的λ保持在2.5以下，实现氢气的稳定、快速燃烧。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
在本实施例中还提供了一种发动机系统，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是根据本发明其中一实施例的一种数据的处理装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：检测模块51，用于检测得到发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；生成模块52，用于基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量；控制模块53，用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
通过上述装置，在本发明实施例中，启动车辆时发动机进入工作模式，通过采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；以及基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量，达到了在发动机的工作周期的不同控制时间内向燃烧室喷射不同占比的氢气量的目的，使得喷入燃烧室的形成浓度分区，进而取得了提高发动机的燃烧室的稀燃极限的技术效果，并且通过调整对应控制时间内氢气的喷射占比可以控制发动机的燃烧室内的浓度分区，使得氢燃料发动机实现超稀薄燃烧，提升了氢气内燃机的功率密度和效率，解决了相关技术的车辆的数据传输慢的技术问题。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
步骤S1，启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；
步骤S2，采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；
步骤S3，基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
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(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
步骤S1，启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；
步骤S2，采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；
步骤S3，基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
步骤S1，启动车辆时发动机进入工作模式，其中，发动机至少包括如下部件：进气门、以及设置在气缸内的火花塞、活塞、燃烧室；
步骤S2，采集发动机在工作周期内的工作数据，其中，工作数据包括：进气门的开度值最大时的打开时刻、进气门关闭时的关闭时刻、火花塞的点火时刻，以及活塞压缩至预设冲程时的冲程时刻；
步骤S3，基于发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，控制指令用于控制喷射器在对应的控制时间内向发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：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。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发动机的氢气喷射的控制方法，其特征在于，包括：
启动车辆时发动机进入工作模式，其中，所述发动机至少包括如下部件：进气门(6)、以及设置在气缸内的火花塞(8)、活塞(11)、燃烧室；
采集所述发动机在工作周期内的工作数据，其中，所述工作数据包括：所述进气门(6)的开度值最大时的打开时刻、所述进气门(6)关闭时的关闭时刻、所述火花塞(8)的点火时刻，以及所述活塞(11)压缩至预设冲程时的冲程时刻；
基于所述发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，所述控制指令用于控制喷射器(2)在对应的控制时间内向所述发动机的所述燃烧室喷射不同占比的氢气量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，包括：
基于所述工作数据，确定需要向发动机的所述燃烧室喷射氢气的时间段，其中，所述时间段包括：所述打开时刻至所述关闭时刻的时间段、所述关闭时刻至所述冲程时刻的时间段、所述冲程时刻至所述点火时刻的时间段；
确定在不同时间段内待喷射至所述燃烧室的氢气量；
基于所述不同时间段内待喷射至所述燃烧室的氢气量，生成对应所述不同时间段的控制指令。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述不同时间段所对应的控制指令，控制所述喷射器(2)按照该时间段所需要的氢气量喷射至所述燃烧室。
4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：计算在所述不同时间段内喷射所述氢气量的占比，其中，所述占比为待喷射至所述燃烧室的氢气量与所述发动机在所述工作周期内喷射氢气总量的比值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算在所述不同时间段内喷射所述氢气量的占比，包括：
获取所述工作周期内需要喷射氢气总量的喷气总量值，以及在所述不同时间段内所需要喷射氢气的量；
基于所述喷气总量值与对应的所述不同时间段内所需要喷射氢气的量，确定所述占比，生成应所述不同时间段的控制指令。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述喷射器(2)按照该时间段所需要的氢气量喷射至所述燃烧室，包括：控制直接与所述发动机的所述燃烧室连通的所述喷射器(2)按照该时间段所需要的氢气量喷射至所述燃烧室。
7.一种发动机系统，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测得到所述发动机在工作周期内的工作数据，其中，所述工作数据包括：进气门(6)的开度值最大时的打开时刻、进气门(6)关闭时的关闭时刻、火花塞(8)的点火时刻，以及活塞(11)压缩至预设冲程时的冲程时刻；
生成模块，用于基于所述发动机在工作周期内的工作数据，生成至少一种控制指令，其中，所述控制指令用于控制喷射器(2)在对应的控制时间内向所述发动机的燃烧室喷射不同占比的氢气量；
控制模块，用于控制所述喷射器(2)在对应的控制时间内向所述发动机的所述燃烧室喷射不同占比的氢气量。
8.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1至6任一项中所述的发动机的氢气喷射的控制方法。
9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序被设置为运行时执行所述权利要求1至6任一项中所述的发动机的氢气喷射的控制方法。
10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至6任一项中所述的发动机的氢气喷射的控制方法。
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