一种两用燃料发动机燃气组分自学习控制器及控制方法与流程

本发明涉及两用燃料机领域，具体涉及一种两用燃料发动机燃气组分自学习控制器及控制方法。

背景技术：

由于各地的气质组分不同，导致两用燃料汽车的汽油控制器的长修正覆盖能力下降甚至失效，进而出现汽油ecu报故障，甚至发动机运转抖动、熄火问题。另外，两用燃料汽车启动时候都是使用汽油启动，由于汽油控制器的长期学习值因天然气组分差异而偏移导致启动排放超标问题时有发生，所以研究开发一套天然气组分自学习策略迫在眉睫。

但是由于整车和发动机在批量生产装配时存在的装配误差、生产散差等导致的发动机之间的差异；以及随着发动机在使用过程中不断磨损、疲劳、老化；还有发动机使用不同的油品、并在不同气候条件和不同海拔高度地区运行等因素，这些都会造成实际空燃比长期偏离其理论值，并最终导致发动机性能的下降。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能对空燃比的有效而精确控制的两用燃料发动机燃气组分自学习控制器及控制方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种两用燃料发动机燃气组分自学习控制器，其特征在于，包括数据采集模块、数据存储模块、燃气组分学习值比较模块和燃气喷射量控制模块；

所述数据采集模块输出端连接所接所述数据存储模块，所述数据存储模块输出端连接燃气组分学习值比较模块第一输入端，所述燃气组分学习值比较模块第二输入端连接存储器的准燃气组分学习值输出端，所述燃气组分学习值比较模块输出端连接所述燃气喷射量控制模块输入端。

根据传感器系统测得的信号，在系统燃烧汽油和稳态工况下，自动更新燃气组分自学习的基准，根据系统在使用天然气燃料时的汽油控制器obd数据流与原先燃气控制器保存的基准燃气组分学习值的比较，计算实时工况燃气组分自学习补偿量，并对燃气喷射量进行修正，保证了发动机运行在理论空燃比附近。

进一步的，所述数据采集模块包括转速传感器、进气压力传感器、汽油控制器的obd状态采集器、obd数据采集器之一或它们的任意组合，用于采集发动机转速、进气管压力、obd状态以及obd数据流。

本发明还提出了一种基于上述两用燃料发动机燃气组分自学习控制器的控制方法，包括以下步骤：

s1、将点火开关上电，所述数据采集模块实时采集发动机转速信号、进气压力信号、汽油控制器的obd是否为闭环状态以及obd数据流；

s2、系统判断使用的燃料为汽油燃料还是天然气燃料，如果是汽油燃料，则执行步骤s3，如果是天然气燃料，则执行步骤s4；

s3、判断发动机是否处于汽油闭环工况和燃气稳定工况，如果是，则将采集所得信号发送至数据存储模块中进行存储更新，燃气控制器先根据发动机转速和负荷判断进入数据存储模块的单元格位置，再根据反线性插值算法对基准自学习值进行更新与保存；如果不是，则重复执行该步骤；

s4、将系统在使用天然气燃料时的obd数据流与燃气控制器原先保存的基准燃气组分学习值在燃气组分学习值比较模块中进行比较，通过比较结果查表得到实时工况燃气组分自学习补偿量；

s5，在系统使能的情况下，将实时工况燃气组分自学习补偿量发送到燃气喷射量修正模块中，对燃气喷射量进行以实时工况燃气组分自学习补偿量为系数的乘法修正，保证发动机运行在理论空燃比附近。

本发明通过采集发动机各种重要信号并对燃气组分自学习基准表格进行更新及存储；在系统使用天然气时，根据实时的汽油控制器的obd数据流和天然气组分自学习值进行比较，计算燃气组分修正，并对燃气喷射量进行修正，保证了发动机运行在理论空燃比附近。该方法可实时根据汽油系统进行燃气组分自学习，使用地区范围广。通过自学习控制，电控系统可以把对燃气喷射量的修正系数范围扩大，最终实现对空燃比的有效而精确的控制。

进一步的，所述步骤s1中点火开关上电后，控制器开始正常工作，先通过can总线进行obd数据流获取，并对obd数据流进行校验，如果校验结果为获取数据正确则将此数据转化为燃气组分自学习基准，如果获取数据不正确则等待进行下一次的数据的获取。

进一步的，所述步骤s3包括以下步骤：

s3-1，所述汽油控制器根据发动机转速和进气压力按照预先设定的发动机转速坐标轴和进气压力坐标轴进行工况查询，其中包括判断发动机是否处于汽油闭环工况和燃气稳定工况；

s3-2，将采集所得信号发送至数据存储模块中进行更新存储，针对相应的工况点进行相同步长的组分自学习值进行更新，并根据相应的工况点设置与该工况点匹配的最大值学习值、最小值学习值进行限值运算，防止系统溢出；

s3-3，控制器根据系统电压判断钥匙下电工况，并在这一工况对基准组分自学习值表格进行数据存储。

进一步的，在对基准自学习值进行更新与保存时，采用线性插值算法进行更新，运用快速flash技术对基准表格进行存储。

本发明的有益效果是：本发明通过集成的成套传感器采集发动机各种重要信号输入到ecu中进行处理，采用线性插值算法进行燃气组分自学习基准表格进行更新，运用快速flash技术对基准表格进行存储；在系统使用天然气时，根据实时的汽油控制器的obd数据流和天然气组分自学习值进行比较，计算燃气组分修正，并对燃气喷射量进行修正。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是燃气组分自学习控制器示意图；

图2数据更新与存储模块示意图；

图3燃气喷射料组分修正流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种两用燃料发动机燃气组分自学习控制器，包括数据采集模块、数据存储模块、燃气组分学习值比较模块和燃气喷射量控制模块；

所述数据采集模块输出端连接所接所述数据存储模块，所述数据存储模块输出端连接燃气组分学习值比较模块第一输入端，所述燃气组分学习值比较模块第二输入端连接存储器的准燃气组分学习值输出端，所述燃气组分学习值比较模块输出端连接所述燃气喷射量控制模块输入端。

其中，所述数据采集模块包括转速传感器、进气压力传感器、汽油控制器的obd状态采集器、obd数据采集器之一或它们的任意组合。

燃气喷射量控制模块根据汽油喷射量进行燃料热值换算得到基本燃气喷射量，再根据燃气组分学习值比较模块的比较结果对燃气喷射量进行修正，得到实际发动机燃气喷射量，最后通过硬件驱动输出控制喷嘴输出燃气喷射量。其中，两用燃料汽车本身具备有采集汽油喷射量的采集设备，燃料热值换算采用现有方法进行换算即可。

本发明还提出了一种基于上述两用燃料发动机燃气组分自学习控制器的控制方法，如图1至3所示，包括以下步骤：

s1、将点火开关上电，所述数据采集模块实时采集发动机转速信号、进气压力信号、汽油控制器的obd是否为闭环状态以及obd数据流。

在点火开关上电后，控制器开始正常工作，先通过can总线进行obd数据流获取，并对obd数据流进行校验，如果校验结果为获取数据正确则将此数据转化为燃气组分自学习基准，如果获取数据不正确则等待进行下一次的数据的获取。

s2、判断系统使用的燃料为汽油燃料还是天然气燃料，如果是汽油燃料，则执行步骤s3，如果是天然气燃料，则执行步骤s4。这里系统通过人机交互面板状态判断所使用的燃料为汽油燃料还是天然气燃料。

s3、判断发动机是否处于汽油闭环工况和燃气稳定工况，如果是，燃气控制器先根据发动机转速和负荷判断进入数据存储模块的单元格位置，再根据反线性插值算法对基准自学习值进行更新与保存；如果不是，则重复执行该步骤，直至发动机处于汽油闭环工况和燃气稳定工况。

具体包括三个步骤：

s3-1，所述汽油控制器根据发动机转速和进气压力按照预先设定的发动机转速坐标轴和进气压力坐标轴进行工况查询，其中包括判断发动机是否处于汽油闭环工况和燃气稳定工况。

s3-2，将采集所得信号发送至数据存储模块中进行更新存储，针对相应的工况点进行相同步长的组分自学习值进行更新，并根据相应的工况点设置与该工况点匹配的最大值学习值、最小值学习值进行限值运算，防止系统溢出。

s3-3，控制器根据系统电压判断钥匙下电工况，并在这一工况对基准组分自学习值表格进行数据存储，一般存储在eeprom中。

其中，在对基准自学习值进行更新与保存时，采用线性插值算法进行更新，运用快速flash技术对基准表格进行存储。

s4、将系统在使用天然气燃料时的obd数据流与燃气控制器原先保存的基准燃气组分学习值在燃气组分学习值比较模块中进行比较，通过比较结果查表得到实时工况燃气组分自学习补偿量；

s5，在系统使能的情况下，将实时工况燃气组分自学习补偿量发送到燃气喷射量修正模块中，对燃气喷射量进行以实时工况燃气组分自学习补偿量为系数的乘法修正，保证发动机运行在理论空燃比附近。

在本说明书的描述中，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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。