双燃料发动机喷油控制方法、控制装置、发动机及车辆与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种双燃料发动机喷油控制方法、控制装置、发动机及车辆。

背景技术：

随着环境问题和能源问题越来越严峻，发动机作为世界石油能源的主要“消费者”首当其冲地受到特别的关注。同时，发动机是目前全世界应用最为广泛的动力机械，在短时间内是不可替代的，因此如何降低发动机的油耗，使其经济性越来越好，越来越环保，是近些年全球各大汽车厂商努力追求的目标。

传统的发动机主要分为汽油机和柴油机，汽油机排放较好，但其点燃方式决定其燃油经济性较差，柴油机的压缩燃烧方式保证了燃油经济性，但相应的NO_X及其它污染物排放较高。对此，现有技术中开始研究双燃料技术，开发了双燃料发动机，所述双燃料发动机是指汽油进气道喷射，柴油在缸内喷射以引燃汽油，这种喷射方式对于油耗及NO_X及Soot(即碳烟，是柴油机的有害排放物之一)的排放性都有很大的优化。在双燃料发动机的结构中，车辆扭矩经过一系列的计算后，最终要转化为汽油、柴油预喷油量以及柴油主喷油量等。因此，在车辆运行过程中，需要根据车辆的实时运行状态及相关环境参数修正双燃料的喷油量，以保证燃料的充分燃烧。

但是，双燃料发动机的燃烧方式属于准均质燃烧方式，该方式对于发动机水温非常敏感，并不能够简单地通过修正来解决双燃料发动机在不同水温下正常运行的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种双燃料发动机喷油控制方法，以解决双燃料发动机在不同的发动机水温下运行的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双燃料发动机喷油控制方法，所述双燃料发动机喷油控制方法包括：获取所述双燃料发动机的水温，并确定与所述水温相对应的喷油map；获取所述双燃料发动机的转速和扭矩，并从所述喷油map中确定与所述转速和扭矩相对应的喷射区域；以及根据所述喷射区域对应的喷油map进行喷油；其中，所述双燃料发动机包含与多个温度区间相对应的多个运行区域，且各个运行区域采用不同的喷油map，每一喷油map包含对应于不同转速和扭矩的多个喷射区域，每一喷射区域包含针对汽油和/或柴油的不同喷油方式。

进一步的，所述多个运行区域包括：低温运行区域；中温运行区域以及高温运行区域。

进一步的，所述低温运行区域采用的喷油map包含：包括柴油预喷、柴油主喷和柴油后喷的第一喷射区域；以及包括汽油气道喷射、柴油预喷和柴油主喷的第二喷射区域。

进一步的，所述中温运行区域采用的喷油map包含：包括柴油预喷和柴油主喷的第三喷射区域；以及包括汽油气道喷射、柴油预喷和柴油主喷的第四喷射区域。

进一步的，所述高温运行区域采用的喷油map包含：包括柴油预喷、柴油主喷和柴油后喷的第五喷射区域；包括柴油预喷和汽油气道喷射的第六喷射区域；以及包括柴油预喷、柴油主喷和汽油气道喷射的第七喷射区域。

相对于现有技术，本发明所述的双燃料发动机喷油控制方法具有以下优势：

本发明所述的双燃料发动机喷油控制方法解决了双燃料发动机低水温 油耗及排放恶化的问题，使得车辆在不同的发动机水温下运行平顺，并且保持较低的油耗和排放，提高了客户体验，有利于客户通过NEDC(the New European Driving Cycle，即新欧洲行驶循环)排放测试。

本发明的另一目的旨在提出一种双燃料发动机喷油控制装置，以解决双燃料发动机在不同的发动机水温下运行的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双燃料发动机喷油控制装置，所述双燃料发动机喷油控制装置包括：信号获取单元，用于获取所述双燃料发动机的水温、转速和扭矩；以及主控单元，用于确定与所述水温相对应的喷油map，并从所述喷油map中确定与所述转速和扭矩相对应的喷射区域，以及根据所述喷射区域对应的喷油map进行喷油；其中，所述双燃料发动机包含与多个温度区间相对应的多个运行区域，且各个运行区域采用不同的喷油map，每一喷油map包含对应于不同转速和扭矩的多个喷射区域，每一喷射区域包含针对汽油和/或柴油的不同喷油方式。

进一步的，所述运行区域包括：低温运行区域、中温运行区域以及高温运行区域。

进一步的，所述低温运行区域采用的喷油map包含：包括柴油预喷、柴油主喷和柴油后喷的第一喷射区域以及包括汽油气道喷射、柴油预喷和柴油主喷的第二喷射区域。所述中温运行区域采用的喷油map包含：包括柴油预喷和柴油主喷的第三喷射区域以及包括汽油气道喷射、柴油预喷和柴油主喷的第四喷射区域。所述高温运行区域采用的喷油map包含：包括柴油预喷、柴油主喷和柴油后喷的第五喷射区域、包括柴油预喷和汽油气道喷射的第六喷射区域以及包括柴油预喷、柴油主喷和汽油气道喷射的第七喷射区域。

所述双燃料发动机喷油控制装置与上述双燃料发动机喷油控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的又一目的旨在提出一种发动机，以解决双燃料发动机在不同的发动机水温下运行的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机，设置有上述的双燃料发动机喷油控制装置。

所述发动机，与上述双燃料发动机喷油控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的再一目的旨在提出一种车辆，以解决双燃料发动机在不同的发动机水温下运行的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有上述的发动机。

所述车辆，与上述双燃料发动机喷油控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例所述的双燃料发动机喷油控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的对低温运行区域的喷油map进行喷射区域划分的示意图；

图3为本发明实施例所述的对中温运行区域的喷油map进行喷射区域划分的示意图；

图4为本发明实施例所述的对高温运行区域的喷油map进行喷射区域划分的示意图；

图5为本发明实施例所述的双燃料发动机喷油控制装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一喷射区域，2-第二喷射区域，3-第三喷射区域，4-第四喷射区域，5-第五喷射区域，6-第六喷射区域，7-第七喷射区域，8-信号获取单元，9-主控单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一实施例提出了一种双燃料发动机喷油控制方法，具体包括以下步骤：

步骤100，获取所述双燃料发动机的水温，并确定与所述水温相对应的喷油map。

其中，所述双燃料发动机包含与多个温度区间相对应的多个运行区域，且各个运行区域采用不同的喷油map。

本步骤中，双燃料发动机的水温可通过置于发动机缸内的温度传感器等获得。喷油map可通过试验得到，其示意了发动机转速、发动机扭矩和喷油量的对应关系，也就是说，通过查询喷油map，可以根据车辆的发动机转速和发动机扭矩确定油量与喷油策略。喷油map的相关数据均是由本领域的常规试验得到，因此本实施例在此不对喷油map的具体获得过程进行描述。

根据双燃料发动机的运行情况，本实施例优选根据不同的发动机水温划 分三个运行区域，包括：低温运行区域、中温运行区域和高温运行区域。其中，低温、中温和高温表示三个温度区间，且这三个温度区间对应的温度为低温<中温<高温。

优选地，所述低温运行区域对应的温度区间为小于10℃，所述中温运行区域对应的温度区间为10℃至60℃，所述高温运行区域对应的温度运行区间为大于60℃。

在本发明的其他实施例中，也可以采用其他温度区间来划分运行区域，划分的运行区域的数量及温度区间的选取不限制于此。

因此，在步骤100中，通过使各个具有不同发动机水温的运行区域采用不同的喷油map，实现了在不同发动机水温下的采用不同的喷油控制策略。

步骤200，获取所述双燃料发动机的转速和扭矩，并从所述喷油map中确定与所述转速和扭矩相对应的喷射区域。

其中，所述双燃料发动机的各个运行区域采用不同的喷油map，且每一喷油map包含对应于不同转速和扭矩的多个喷射区域，每一喷射区域包含针对汽油和/或柴油的不同喷油方式。

在步骤100中，虽然不同发动机水温下采用的喷油策略不同，但是在同一发动机水温下，喷油量还会受发动机转速和发动机扭矩的影响，因此以上述的低温运行区域、中温运行区域和高温运行区域为例，通过步骤200进一步将这三个运行区域采用的喷油map划分为多个喷射区域，具体的划分方法如下所示。

一、低温运行区域

如图2所示，本实施例根据发动机转速和发动机扭矩将低温运行区域的喷油map划分为两个喷射区域，即是第一喷射区域1和第二喷射区域2。

第一喷射区域1采用纯柴油喷射方式，包括柴油预喷、柴油主喷和柴油后喷。其中，柴油后喷有利于提高排温，使DOC快速起燃。此喷射区域中， 由于发动机水温较低，汽油喷入后不能燃烧，故只进行柴油喷射。

第二喷射区域2采用双燃料喷射方式，包括汽油气道喷射、柴油预喷和柴油主喷。结合图2可知，此喷射区域中发动机转速已达到一个较高值，因此转速负荷较高，属于在车辆在低温下急加速的区域，此喷射区域中，发动机缸内热氛围较高，汽油介入时可以燃烧，所以采用双燃料喷射方式，有利于降低PM(Particulate Matter，颗粒物)排放和NO_x排放。

二、中温运行区域

如图3所示，本实施例根据发动机转速和发动机扭矩将中温运行区域的喷油map划分为两个喷射区域，即是第三喷射区域3和第四喷射区域4。

第三喷射区域3采用纯柴油喷射方式，包括柴油预喷和柴油主喷。在中温运行区域对应的发动机水温下，小负荷汽油介入后不能很好地燃烧，排放反而恶化，因此第三喷射区域3采用大量的柴油主喷，以提高车辆的加速性能，快速地提高热氛围，从而相对于第一喷射区域1可以去掉柴油后喷，以节省燃油。

第四喷射区域4采用双燃料喷射方式，包括汽油气道喷射、柴油预喷和柴油主喷。当发动机转速和发动机扭矩相同时，第四喷射区域的喷油map相对于第二喷射区域的喷油map大，且发动机水温较高，因此发动机缸内热氛围容易提高，所以汽油可以在较低发动机转速和较低负荷时介入，减少PM及NO_X的排放。

三、高温运行区域

如图4所示，本实施例根据发动机转速和发动机扭矩将高温运行区域的喷油map划分为三个喷射区域，即是第五喷射区域5、第六喷射区域6和第七喷射区域7。

第五喷射区域5采用纯柴油喷射方式，包括柴油预喷、柴油主喷和柴油后喷。该喷射区域采用三次喷射，使压力升高率、噪声、油耗及排放处于一 个比较折中的状态。举例说明，对于某类型的车辆，此喷射区域要求发动机扭矩在20Nm以下，发动机转速在900rpm以下，此时发动机缸内热氛围低，汽油不易压燃，从而保证了该喷射区域的纯柴油喷射方式。

第六喷射区域6采用双燃料喷射方式，包括柴油预喷和汽油气道喷射。此喷射区域为双燃料喷射的最优区域，柴油只起到点火的作用，汽油均质燃烧，PM排放几乎为零，NO_X控制在一个很低的程度。但是，如图4所示，此喷射区域的最大发动机扭矩受限制。

第七喷射区域7采用双燃料喷射方式，包括柴油预喷、柴油主喷和汽油气道喷射。针对第六喷射区域6的最大发动机扭矩受限制的问题，此喷射区域为在第六喷射区域6的基础上增加柴油主喷，拓展了最大发动机扭矩，并保持较低的排放和较低的油耗。

步骤300，根据所述喷射区域对应的喷油map进行喷油。

通过步骤200，划分了各喷射区域的喷油map，步骤300则开始按对应的喷油map进行喷油。

如图2所示，对于低温运行区域，车辆刚开始启动时，随发动机转速增加，按第一喷射区域1的喷油map进行纯柴油喷射，当发动机转速到达一预定值后，再根据发动机扭矩的值选择第一喷射区域1的喷油map继续进行纯柴油喷射或第二喷射区域2的喷油map进行双燃料喷射。

如图3所示，对于中温运行区域，车辆刚开始启动时，随发动机转速增加，按第三喷射区域3的喷油map进行纯柴油喷射，当发动机转速到达一预定值后，再根据发动机扭矩的值选择第一喷射区域3的喷油map继续进行纯柴油或第四喷射区域4的喷油map进行双燃料喷射。对比图2和图3，可知从第三喷射区域3转变为第四喷射区域4的发动机转速的预定值小于从第一喷射区域1转变为第二喷射区域2的发动机转速的预定值，即表明了中温运行区域中，在发动机转速较低时就可以采用双燃料喷射，有利于减少PM和 NO_X的排放。

如图4所示，对于高温运行区域，车辆刚开始启动时，随发动机转速增加，按第五喷射区域5的喷油map进行纯柴油喷射，当发动机转速到达一预定值后，再根据发动机扭矩的值选择第五喷射区域5的喷油map继续进行纯柴油喷射或第六喷射区域6的喷油map进行双燃料喷射，而当发动机转速继续增加至另一预定值时，又需要根据发动机扭矩的值选择第五喷射区域5的喷油map继续进行纯柴油喷射或第六喷射区域6的喷油map继续进行双燃料喷射或第七喷射区域7的喷油map进行双燃料喷射。明显地，第六喷射区域为双燃料喷射最优区域，但受到最大发动机扭矩的限制，而第七喷射区域内对应的发动机扭矩大于第五喷射区域和第六喷射区域，扩展了发动机扭矩的范围。对应图2和图3，可知在高温运行区域中，从纯柴油喷射转变为双燃料喷射时对应的发动机转速相比于低温运行区域和中温运行区域要小，即高温运行区域中，启动车辆后，发动机水温很快就能上升到车辆运行所需的理想温度(如80℃)，从而既有利于保证车辆平顺运行，也通过双燃料喷射方式保证了低油耗和低排放。

对于图2至图4，其在本实施例中示意了喷射区域的划分，但并未给出各喷射区域对应的发动机转速和发动机扭矩的具体数值，本领域的技术人员在掌握本实施例根据发动机水温、发动机转速及发动机扭矩划分喷射区域的发明思路后，可根据各车辆的车型，查询该车辆的喷油map获得发动机转速、发动机扭矩等参数的具体数值。

基于与上述双燃料发动机喷油控制方法的同一发明思路，本发明的另一实施例提出了一种双燃料发动机喷油控制装置，如图5所示，包括：信号获取单元8，用于获取所述双燃料发动机的水温、转速和扭矩；以及主控单元9，用于确定与所述水温相对应的喷油map，并从所述喷油map中确定与所述转速和扭矩相对应的喷射区域，以及根据所述喷射区域对应的喷油map 进行喷油；其中，所述双燃料发动机包含与多个温度区间相对应的多个运行区域，且各个运行区域采用不同的喷油map，每一喷油map包含对应于不同转速和扭矩的多个喷射区域，每一喷射区域包含针对汽油和/或柴油的不同喷油方式。

对于信号获取单元8，其主要是通过传感器来获取双燃料发动机的发动机水温、发动机转速和发动机扭矩，比如可通过置于发动机缸内的温度传感器获得当前车辆运行状态下的发动机水温。

对于主控单元9，其进行喷油控制主要是最终是通过控制车辆本身的喷油器来实现的，而喷油器结构及其与主控单元9的连接关系，均可采用现有车辆的常规技术。另外，在本实施例中将运行区域也优选划分为发动机水温小于10℃的低温运行区域、发动机水温范围为10℃至60℃的中温运行区域以及发动机水温大于60℃的高温运行区域。

进一步地，对于低温运行区域、中温运行区域以及高温运行区域的喷油卡map的喷射区域的划分，以及主控单元9根据各喷射区域的喷油map进行喷油的过程，与图1所对应的双燃料发动机喷油控制方法的实施例相同或相似，从而本实施例在此不进行赘述。

基于双燃料发动机喷油控制方法的同一发明思路，本发明的其他实施例还提出了一种发动机，该发动机设置有上述的双燃料发动机喷油控制装置，以及还提出了一种车辆，该车辆设置有上述的发动机。本发明实施例提出的发动机与车辆和上述双燃料发动机喷油控制方法及装置的发明原理和具体实施过程相同或相似，在此不再赘述。

根据本发明的实施例的双燃料发动机喷油控制方法、控制装置、发动机及车辆，本发明解决了双燃料发动机低水温油耗及排放恶化的问题，使得车辆在不同的发动机水温下运行平顺，并且保持较低的油耗和排放，提高了客户体验，有利于客户通过NEDC循环排放测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。