CN116357490A

CN116357490A - 爆震抑制方法及相关装置

Info

Publication number: CN116357490A
Application number: CN202310607423.9A
Authority: CN
Inventors: 邓玉龙; 曾笑笑; 田红霞
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2023-05-26
Filing date: 2023-05-26
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2043-05-26
Also published as: CN116357490B

Abstract

本发明公开了一种爆震抑制方法及相关装置，可以根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态；若所述发动机处于所述爆震风险状态，则确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内；若所述第一信号未处于所述正常范围内，则根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，其中，所述当前周期从确定所述发动机处于所述爆震风险状态开始；若所述累计时长达到预设时长条件，则基于自学习算法再次调整所述点火提前角向后推的角度。本发明可以及时检测到发动机发生爆震，并及时准确地调整点火提前角，以降低发动机发生爆震的概率和危害。

Description

爆震抑制方法及相关装置

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种爆震抑制方法及相关装置。

背景技术

氢气内燃机属于发动机的新的细分类型，开发主要参照同样是点燃的汽油机。由于氢气的燃烧速度远高于汽油且点火能量很低，其发生爆震的频率和危害也高于汽油。氢气内燃机在运行时发生爆震是目前困扰研究人员开发的主要难题，目前尚无相应的解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种爆震抑制方法及相关装置。

第一方面，一种爆震抑制方法，包括：

根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态；

若所述发动机处于所述爆震风险状态，则确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内；

若所述第一信号未处于所述正常范围内，则根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，其中，所述当前周期从确定所述发动机处于所述爆震风险状态开始；

若所述累计时长达到预设时长条件，则基于自学习算法再次调整所述点火提前角向后推的角度。

可选的，在某些可选的实施方式中，在所述根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态之前，所述方法还包括：

诊断所述爆震传感器是否处于正常状态；

若所述爆震传感器处于所述正常状态，则获得所述发动机当前的所述扭矩和所述排气温度；

若所述爆震传感器处于所述异常状态，则进行相应告警。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态，包括：

确定所述扭矩是否大于预设扭矩阈值且确定所述排气温度是否大于预设温度阈值；

若所述扭矩大于预设扭矩阈值且所述排气温度大于所述预设温度阈值，则确定所述发动机当前处于所述爆震风险状态，否则确定所述发动机当前未处于所述爆震风险状态。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内，包括：

确定所述爆震传感器当前所发送的第一信号中的电压值是否处在所述正常范围内。

可选的，在某些可选的实施方式中，在所述根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长之前，所述方法还包括：

根据所述爆震传感器之后所发送的多个信号，确定所述发动机的所述燃烧烈度，其中，所述多个信号是在所述第一信号之后紧邻发送的多个信号。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，包括：

若所述燃烧烈度低于预设烈度阈值，则调整点火提前角向后推的角度为第一角度；

若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，则调整点火提前角向后推的角度为第二角度，其中，所述第一角度小于所述第二角度；

累计在当前周期调整所述角度的累计时长。

可选的，在某些可选的实施方式中，若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，所述方法还包括：

控制喷水阀开启，以向所述发动机喷水。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述预设时长条件为所述累计时长占所述当前周期的比例不小于预设比例阈值，或者所述累计时长不小于预设时长阈值。

第二方面，一种爆震抑制装置，包括：风险状态确定单元、信号检测单元、第一调整单元和第二调整单元；

所述风险状态确定单元，用于根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态；

所述信号检测单元，用于若所述发动机处于所述爆震风险状态，则确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内；

所述第一调整单元，用于若所述第一信号未处于所述正常范围内，则根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，其中，所述当前周期从确定所述发动机处于所述爆震风险状态开始；

所述第二调整单元，用于若所述累计时长达到预设时长条件，则基于自学习算法再次调整所述点火提前角向后推的角度。

第三方面，一种电子设备，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述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，以执行上述任一项所述的爆震抑制方法。

借由上述技术方案，本发明提供的一种爆震抑制方法及相关装置，可以根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态；若所述发动机处于所述爆震风险状态，则确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内；若所述第一信号未处于所述正常范围内，则根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，其中，所述当前周期从确定所述发动机处于所述爆震风险状态开始；若所述累计时长达到预设时长条件，则基于自学习算法再次调整所述点火提前角向后推的角度。由此可以看出，本发明可以及时检测到发动机发生爆震，并及时准确地调整点火提前角，以降低发动机发生爆震的概率和危害。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明提供的第一种爆震抑制方法的流程图；

图2示出了本发明提供的第二种爆震抑制方法的流程图；

图3示出了本发明提供的第三种爆震抑制方法的流程图；

图4示出了本发明提供的第四种爆震抑制方法的流程图；

图5示出了本发明提供的第五种爆震抑制方法的流程图；

图6示出了本发明提供的一种爆震抑制装置的结构示意图；

图7示出了本发明提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明提供了一种爆震抑制方法，包括：S100、S200、S300和S400；

S100、根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态；

若所述发动机处于所述爆震风险状态，则执行S200；

可选的，本发明的执行主体可以是车辆上的ECU，本文所说的发动机可以是氢气内燃机。当然，本发明也适用于其他可行的发动机，本发明对此不做限制。

可选的，本发明所说的爆震风险状态可以理解为发动机当前处于发生爆震的高风险状态下。

可选的，本发明所说的扭矩和排气温度均可以通过相应的传感器或者其他设备采集得到，本发明对此不做限制。

例如，如图2所示，在某些可选的实施方式中，在所述S100之前，所述方法还包括：S70、S80和S90；

S70、诊断所述爆震传感器是否处于正常状态；

若所述爆震传感器处于所述正常状态，则执行S80；

可选的，本发明可以通过短路诊断和断路诊断的方式，针对爆震传感器是否处于正常状态。例如，若爆震传感器在短路情况下或者在断路情况下不能正常工作，但在非断路和非短路情况下可以正常工作，则说明爆震传感器处于正常状态，否则说明爆震传感器未处于正常状态下。

需要说明的是：当爆压传感器短路或者断路时，本发明不具备执行条件，发动机进行限扭。

可选的，若爆震传感器处于正常状态下，则说明爆震传感器可以正常工作。因此，本发明可以继续往下执行后续步骤。

可选的，为了提高本发明的准确性和可靠性，本发明除了诊断爆震传感器之外，还可以诊断其他部件。例如，针对点火线圈、火花塞、喷水阀和电控水泵等部件，均可以进行相应的诊断，以确保各部件当前是可以正常工作，以便于后续通过这些部件抑制爆震。

S80、获得所述发动机当前的所述扭矩和所述排气温度；

可选的，如前所述，本发明所说的扭矩和排气温度可以通过相应的传感器或者其他设备采集获得。

若所述爆震传感器处于所述异常状态，则执行S90；

S90、进行相应告警。

可选的，若爆震传感器处于异常状态下，则说明爆震传感器已不能正常工作，可能会导致本发明的执行效果。因此，这种情况下本发明可以发出相应的爆震传感器故障告警，以便于提示相关人员检修爆震传感器。

可选的，本发明对于确定发动机当前是否处于爆震风险状态的过程不做具体限制，任何可行的方式均属于本发明的保护范围。

例如，如图3所示，在某些可选的实施方式中，所述S100，包括：S110、S120和S130；

S110、确定所述扭矩是否大于预设扭矩阈值且确定所述排气温度是否大于预设温度阈值；

若所述扭矩大于预设扭矩阈值且所述排气温度大于所述预设温度阈值，则执行S120，否则执行S130；

可选的，本发明所说的预设扭矩阈值和排气温度均可以根据实际需要进行设定，本发明对此不做限制。

可选的，发动机处于高温大扭矩的情况下，极容易发生爆震。因此，若扭矩大于预设扭矩阈值且排气温度大于预设温度阈值，则确定发动机处于爆震风险状态。

S120、确定所述发动机当前处于所述爆震风险状态；

S130、确定所述发动机当前未处于所述爆震风险状态。

可选的，针对爆震风险状态下的发动机，后续需要根据爆震传感器实际传出的信号，确定发动机是否发生了爆震。

S200、确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内；

若所述第一信号未处于所述正常范围内，则执行S300；

可选的，爆震传感器传出的信号可以反映出发动机内部的爆震发生情况。因此，本发明可以基于第一信号所属的范围，确定发动机内部的爆震发生情况。

需要说明的是：本发明所说的正常范围可以根据实际需要进行设定，本发明对此不做限制。

若第一信号处于正常范围内，则说明发动机内部当前未发生爆震，这种情况下，本发明可以继续监控爆震传感器传出的下一个信号是否处于正常范围内，以此类推。

若第一信号未处于正常范围内，则说明发动机内部发生了爆震，这种情况下，本发明可以执行后续过程以抑制发动机的爆震。

即，如图4所示，在某些可选的实施方式中，所述S200，包括：S210；

S210、确定所述爆震传感器当前所发送的第一信号中的电压值是否处在所述正常范围内。

S300、根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长；

其中，所述当前周期从确定所述发动机处于所述爆震风险状态开始；

可选的，发动机工作时，点火时刻对发动机的工作性能有很大的影响。提前点火就是活塞到达压缩上止点之前火花塞跳火，点燃燃烧室内的可燃混合气。从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。能使发动机获得最佳动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角称为最佳点火提前角。

因此，为了避免发动机内部产生爆震，确保发动机能以最佳的状态运行，本发明需要根据发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，以使得点火提前角接近最佳点火提前角。

需要说明的是：本发明可以按照周期运行，每个周期从确定发动机处于所述爆震风险状态开始，每个周期的周期长度可以根据实际需要进行设定，例如周期长度设定为50小时或者100小时。

可选的，基于前述结论，第一信号未处于正常范围内，说明了发动机内部产生了爆震，而爆震是因为发动机内部的混合气体燃烧异常导致的。因此，本发明可以通过燃烧烈度反映出发动机内部混合气体燃烧异常的程度。燃烧烈度越高，则说明发动机内部混合气体燃烧异常的程度较高，反之则说明发动机内部混合气体燃烧异常的程度较小。

需要说明的是：本发明对于发动机的燃烧烈度的获取方式不做具体限制，任何可行的方式均属于本发明的保护范围。

例如，在某些可选的实施方式中，在所述S300之前，所述方法还包括：

可选的，如前所述，在第一信号未处于正常范围内的前提下，本发明可以获取爆震传感器接下来（第一信号的发送时刻之后）发送的多个信号，然后根据多个信号确定发动机的所述燃烧烈度。

例如，本发明可以基于多个信号，进行平均计算，得到燃烧烈度。当然，在平均计算的过程中可以加入一定的权重进行计算，本发明对此不做限制。

可选的，如图5所示，在某些可选的实施方式中，所述S300，包括：S310、S320和S330；

S310、若所述燃烧烈度低于预设烈度阈值，则调整点火提前角向后推的角度为第一角度；

S320、若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，则调整点火提前角向后推的角度为第二角度；

其中，所述第一角度小于所述第二角度；

可选的，本发明所说的预设烈度阈值可以根据实际需要进行设定，本发明对此不做限制。

可选的，点火提前角向后推可以影响发动机内部的燃烧烈度。一般而言，燃烧烈度越大，则点火提前角越需要靠后，因此，点火提前角向后推的角度越大。

可选的，如前所述，燃烧烈度越高，则说明发动机内部混合气体燃烧异常的程度较高，进而说明发动机内部发生爆震的程度越剧烈。这种情况下，本发明还可以对发动机做其他处理，以提高抑制爆震的效率和可靠性。

例如，在某些可选的实施方式中，若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，所述方法还包括：

控制喷水阀开启，以向所述发动机喷水。

可选的，通过向发动机喷水，可以降低发动机内部的温度，还可以增加发动机内部的水蒸气含量以降低氧气含量，进而抑制发动机内部混合气体的燃烧剧烈程度，从而抑制爆震。

S330、累计在当前周期调整所述角度的累计时长。

可选的，如前所述，本发明可以按周期执行，在当前周期内，本发明可以累计调整角度的累计时长。即，本发明可以累加在当前周期内每一次调整角度的时间。例如，判断出发动机出现爆震时有一个参量置“1”，爆震风险区后该参量置“0”，参量置一的时间即为累计时长。

可选的，本发明的S310和S320是两种情况下的执行过程，二者不分先后，而S330可以与S310并行执行，也可以与S320并行执行。

S400、若所述累计时长达到预设时长条件，则基于自学习算法再次调整所述点火提前角向后推的角度。

可选的，自学习算法属于本领域的公知概念，本发明对此不做过多描述，具体请参见本领的相关说明。

可选的，本发明所说的预设比例阈值和预设时长阈值可以根据实际需要进行设定，本发明对此不做限制。

可选的，累计时长占当前周期的比例不小于预设比例阈值，或者累计时长不小于预设时长阈值，均说明发动机内部发生爆震的频率较高。因此，本发明可以再次调整点火提前角向后推的角度，以使得点火提前角越接近最佳点火提前角。

如图6所示，本发明提供了一种爆震抑制装置，包括：风险状态确定单元100、信号检测单元200、第一调整单元300和第二调整单元400；

所述风险状态确定单元100，用于根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态；

若所述发动机处于所述爆震风险状态，则触发所述信号检测单元200；

所述信号检测单元200，用于确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内；

若所述第一信号未处于所述正常范围内，则触发所述第一调整单元300；

所述第一调整单元300，用于根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，其中，所述当前周期从确定所述发动机处于所述爆震风险状态开始；

所述第二调整单元400，用于若所述累计时长达到预设时长条件，则基于自学习算法再次调整所述点火提前角向后推的角度。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述装置还包括：部件诊断单元、第一状态单元和第二状态单元；

所述部件诊断单元，用于在所述根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态之前，诊断所述爆震传感器是否处于正常状态；

若所述爆震传感器处于所述正常状态，则触发所述第一状态单元；若所述爆震传感器处于所述异常状态，则触发所述第二状态单元；

所述第一状态单元，用于获得所述发动机当前的所述扭矩和所述排气温度；

所述第二状态单元，用于进行相应告警。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述风险状态确定单元100，包括：双阈值判断子单元、第三状态单元和第四状态单元；

所述双阈值判断子单元，用于确定所述扭矩是否大于预设扭矩阈值且确定所述排气温度是否大于预设温度阈值；

若所述扭矩大于预设扭矩阈值且所述排气温度大于所述预设温度阈值，则触发所述第三状态单元，否则触发所述第四状态单元；

所述第三状态单元，用于确定所述发动机当前处于所述爆震风险状态；

所述第四状态单元，用于确定所述发动机当前未处于所述爆震风险状态。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述信号检测单元200，包括：信号检测子单元；

所述信号检测子单元，用于确定所述爆震传感器当前所发送的第一信号中的电压值是否处在所述正常范围内。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述装置还包括：燃烧烈度确定单元；

所述燃烧烈度确定单元，用于在所述根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长之前，根据所述爆震传感器之后所发送的多个信号，确定所述发动机的所述燃烧烈度，其中，所述多个信号是在所述第一信号之后紧邻发送的多个信号。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述第一调整单元300，包括：第一调整子单元、第二调整子单元和时长累计子单元；

所述第一调整子单元，用于若所述燃烧烈度低于预设烈度阈值，则调整点火提前角向后推的角度为第一角度；

所述第二调整子单元，用于若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，则调整点火提前角向后推的角度为第二角度，其中，所述第一角度小于所述第二角度；

所述时长累计子单元，用于累计在当前周期调整所述角度的累计时长。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述装置还包括：阀门开启单元；

所述阀门开启单元，用于若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，控制喷水阀开启，以向所述发动机喷水。

本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的爆震抑制方法。

如图7所示，本发明提供了一种电子设备70，所述电子设备70包括至少一个处理器701、以及与所述处理器701连接的至少一个存储器702、总线703；其中，所述处理器701、所述存储器702通过所述总线703完成相互间的通信；所述处理器701用于调用所述存储器702中的程序指令，以执行上述任一项所述的爆震抑制方法。

在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本发明所示的这些实施例，而是要符合与本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种爆震抑制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态之前，所述方法还包括：

诊断所述爆震传感器是否处于正常状态；

若所述爆震传感器处于所述异常状态，则进行相应告警。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据发动机当前的扭矩和排气温度，确定所述发动机当前是否处于爆震风险状态，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定爆震传感器当前所发送的第一信号是否处于正常范围内，包括：

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在所述根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述发动机的燃烧烈度，调整点火提前角向后推的角度，并累计在当前周期调整所述角度的累计时长，包括：

累计在当前周期调整所述角度的累计时长。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述燃烧烈度不低于预设烈度阈值，所述方法还包括：

控制喷水阀开启，以向所述发动机喷水。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设时长条件为所述累计时长占所述当前周期的比例不小于预设比例阈值，或者所述累计时长不小于预设时长阈值。

9.一种爆震抑制装置，其特征在于，包括：风险状态确定单元、信号检测单元、第一调整单元和第二调整单元；

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述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8中任一项所述的爆震抑制方法。