一种发动机空燃比的控制方法及发动机与流程

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机空燃比的控制方法及发动机。

背景技术：

对于当量燃烧的发动机来说，在当前工况下无论是否满足进入空燃比闭环控制的条件，发动机的缸内燃烧都应该保持在当量比附近，当发动机供气系统发生故障时，如气罐、缓冲罐或者管路漏气、稳压器故障、气罐增压系统故障、或者气罐内燃气量偏少时会造成燃气压力偏低，此时即使喷射阀按最大能力喷射也无法满足发动机控制需求，会造成空燃比偏稀，甚至失火，对发动机部件，特别是后处理三元催化器部件造成效率降低或烧蚀失效；同时，当个别缸的喷射阀出现故障时同样会存在上述问题。目前现有技术中多是通过报出空燃比闭环超限值的故障来进行限扭，但限扭后也无法保证发动机按照当量比燃烧，导致无法对发动机部件及后处理装置进行保护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发动机空燃比的控制方法及发动机，能够实现发动机空燃比的合理控制，进而能够保护发动机部件及后处理装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机空燃比的控制方法，其中包括以下步骤：

s1、获取发动机转速、需求空燃比和实际空燃比；

s2、根据所述需求空燃比和所述实际空燃比确定空燃比差值；

s3、根据所述发动机转速和所述空燃比差值获取发动机的节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值；

s4、根据当前工况下需求的所述发动机的节气门开度和所述废气再循环阀的开度以及获取的所述发动机节气门需求开度的修正值和所述废气再循环阀需求开度的修正值确定最终的所述发动机节气门的需求开度和所述废气再循环阀的需求开度；

s5、以最终的所述发动机节气门的需求开度和所述废气再循环阀的需求开度控制所述发动机以使所述发动机的空燃比等于1。

可选地，步骤s1中还包括获取所述发动机的空燃比闭环使能状态；

所述步骤s1后还包括：

s11、判断所述发动机转速和所述需求空燃比是否满足预设条件，若是，则执行步骤s12，若否，则返回所述步骤s1；

s12、判断所述空燃比闭环使能状态是否置位。

可选地，所述步骤s1还包括获取所述发动机的气轨压力和需求扭矩；

所述发动机空燃比的控制方法还包括：

s6、根据所述气轨压力和所述发动机转速获得所述发动机的所述需求扭矩的限值；

所述步骤s12中，若是，则执行步骤s2；若否，则执行步骤s6。

可选地，所述步骤s6具体包括：根据所述气轨压力和所述发动机转速通过查找所述发动机的预设map1图获得所述发动机的所述需求扭矩的限值。

可选地，所述步骤s2后还包括：s21、判断所述空燃比差值是否大于等于预设值，若是，则执行步骤s3；若否，则返回步骤s11。

可选地，步骤s2具体包括：延时预设时间t后根据所述需求空燃比和所述实际空燃比确定所述空燃比差值。

可选地，步骤s3具体包括：根据所述发动机转速和所述空燃比差值通过查找所述发动机的预设map2图和map3图获取所述发动机的节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值。

可选地，步骤s4中最终的所述发动机节气门的需求开度为当前工况下需求的所述发动机的节气门开度减去所述发动机节气门需求开度的修正值。

可选地，步骤s4中的最终的所述废气再循环阀的需求开度为当前工况下需求的所述废气再循环阀的开度减去所述废气再循环阀需求开度的修正值。

一种发动机，采用上述的发动机空燃比的控制方法控制所述发动机的所述空燃比。

本发明的有益效果：本发明提供的发动机空燃比的控制方法，首先获取发动机转速、需求空燃比和实际空燃比；然后根据需求空燃比和实际空燃比确定空燃比差值；接下来根据发动机转速和空燃比差值获取发动机的节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值；并根据当前工况下需求的发动机的节气门开度和废气再循环阀的开度以及获取的发动机节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值确定最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度；最后以最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度控制发动机以使发动机的空燃比等于1。通过上述方法可以有效保证发动机在空燃比闭环超限或者无法进入空燃比闭环控制时，发动机缸内燃烧保持在当量比附近，从而有效保护了发动机部件及后处理装置。

附图说明

图1是本发明实施例提供的发动机空燃比的控制方法的主要步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的发动机空燃比的控制方法的详细步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示为该发动机空燃比的控制方法的主要步骤流程图，包括以下步骤：

s1、获取发动机转速、需求空燃比和实际空燃比；

s2、根据需求空燃比和实际空燃比确定空燃比差值；

s3、根据发动机转速和空燃比差值获取发动机的节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值；

s4、根据当前工况下需求的发动机的节气门开度和废气再循环阀的开度以及获取的发动机节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值确定最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度；

s5、以最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度控制发动机以使发动机的空燃比等于1。

可以理解的是，通过上述方法能够调节空气量、废气量以及燃气量来实现发动机缸内燃烧基本保持当量比，可以有效保证发动机在空燃比闭环超限或者无法进入空燃比闭环控制时，发动机缸内燃烧保持在当量比附近，从而有效保护了发动机部件及后处理装置。

如图2所示为该发动机空燃比的控制方法的详细步骤流程图，具体包括以下步骤：

s1、获取发动机转速、需求空燃比、实际空燃比、空燃比闭环使能状态、气轨压力和需求扭矩。

具体地，可通过发动机的转速监测单元、空燃比监测单元等结构获取上述参数，具体获取结构和方法均为现有技术，在此不再进行赘述。

s11、判断发动机转速和需求空燃比是否满足预设条件。

若是，则执行步骤s12；若否，则返回步骤s1。可以理解的是，在通过步骤s1获取发动机转速和空燃比后，判断转速和需求空燃比是否满足预设条件，当满足预设条件后继续向下进行，若不满足则重新获取数据，能够保证该控制方法中的发动机转速和需求空燃比满足需要，保证了后续控制的准确性且能够提高响应速度。本实施例中，预设条件为发动机转速为1200r/min，需求空燃比为1，即判断发动机转速是否大于1200r/min以及需求空燃比是否为1。在其他实施例中，预设条件也可根据实际控制需求适应性设置。

s12、判断空燃比闭环使能状态是否置位。

若是，则执行步骤s2；若否，则执行步骤s6。可以理解的是，当空燃比闭环使能状态置位时，该控制方法继续向下进行以调整发动机的空气量、废气量以及燃气量来实现发动机缸内燃烧基本保持当量比；当空燃比的闭环使能状态未置位时，则通过步骤s6实现发动机扭矩限制值的合理配置，从而实现发动机部件及后处理装置的保护。

s2、延时预设时间t后根据需求空燃比和实际空燃比确定空燃比差值。

可以理解的是，发动机的ecu在进行控制时会导致实际空燃比的数值存在一定的波动，延时一定的预设时间t后，能够保证实际空燃比的数值稳定，再计算空燃比差值，能够保证差值更准确，能够提高控制精度。本实施例中，预设时间t为10s，在其他实施例中，预设时间t的具体数值不作限制，可适应性选取。

s21、判断空燃比差值是否大于等于预设值。

若是，则执行步骤s3；若否，则返回步骤s11。可以理解的是，当空燃比差值超过预设值时，继续执行下面步骤，当空燃比差值未超过预设值时，则回到步骤s11，重新判断发动机转速和需求空燃比是否满足预设条件，直至空燃比差值超过预设值后执行步骤s3，能够保证空燃比差值满足控制要求，从而能够提高控制精度。

s3、根据发动机转速和空燃比差值通过查找发动机的预设map2图和map3图获取发动机的节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值。

可以理解的是，通过步骤s1中获取的发动机的转速以及上述符合要求的空燃比差值通过查找发动机的预设map2图和map3图即可快速并准确的获取发动机的节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值。至于发动机的预设map2图和map3图均为现有技术，在此不再进行赘述。

s4、根据当前工况下需求的发动机的节气门开度和废气再循环阀的开度以及获取的发动机节气门需求开度的修正值和废气再循环阀需求开度的修正值确定最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度。

具体地，最终的发动机节气门的需求开度为当前工况下需求的发动机的节气门开度减去发动机节气门需求开度的修正值。最终的废气再循环阀的需求开度为当前工况下需求的废气再循环阀的开度减去废气再循环阀需求开度的修正值。可以理解的是，通过减去修正值能够保证最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度的结果准确，进而能够提高空燃比的控制准确性。

s5、以最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度控制发动机以使发动机的空燃比等于1。

可以理解的是，以最终的发动机节气门的需求开度和废气再循环阀的需求开度控制发动机能够实现发动机缸内燃烧基本保持当量比，可以有效保证发动机在空燃比闭环超限或者无法进入空燃比闭环控制时，发动机缸内燃烧保持在当量比附近，从而有效保护了发动机部件及后处理装置。

s6、根据气轨压力和发动机转速通过查找发动机的预设map1图获得发动机的需求扭矩的限值。

s7、根据需求扭矩的限值对发动机进行配置。

可以理解的是，当空燃比的闭环使能状态未置位时，则通过步骤s6和s7实现发动机扭矩限制值的合理配置，从而实现发动机部件及后处理装置的保护。

本实施例中还提供了一种发动机，采用上述的发动机空燃比的控制方法控制发动机的空燃比，通过动态调节空气量、废气量以及燃气量来实现发动机缸内燃烧基本保持当量比，或者通过提供限制不同燃气轨压下的需求扭矩来实现扭矩限制值的合理配置，以实现发动机部件及后处理装置的保护，控制精高且响应快。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。