双燃料发动机的怠速控制方法、系统及车辆与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种双燃料发动机的怠速控制方法、系统及车辆。

背景技术：

随着环境问题和能源问题越来越严峻，引起对内燃机燃油经济性和排放的重视，内燃机目前在各行各业得到广泛的应用，在汽车行业，国家制定的排放法规也越来越严格，如何降低发动机的油耗，降低污染物的排放，提高动力性和经济性，是近些年全球各大汽车厂商努力追求的目标。传统发动机主要分为汽油机柴油机，汽油机排放较好，但其点燃方式决定其燃油经济性较差，柴油机压缩燃烧的方式保证了燃油经济型，但相应的NOx及其它排放较高。

由于现有双燃料发动机的控制逻辑不够完善，考虑到汽油的燃点较高，且燃烧不稳地等因素，双燃料发动机怠速控制阶段大多都沿用传统柴油发动机燃烧的控制逻辑，即在怠速控制阶段未能引入汽油喷射，所以未能充分发挥双燃料发动机的优势。也就是说，传统汽柴油双燃料发动机怠速运行时，普遍采用纯柴油喷射燃烧，而只有当负荷上升到一定阶段后才引入双燃料控制模式。一方面因为发动机刚起动时，进气温度和水温都较低，缸内没有建立很好的热氛围，汽油燃点较高，此时喷入汽油后不容易燃烧，从而造成发动机运行时出现震动；另一方面，当发动机从高负荷重新回到怠速时，进气温度和水温都较高，缸内也有较好的热氛围，此时未能引入汽油喷射，从而未能充分发挥双燃料发动机的优势。

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的怠速控制方法，该方法可以有效降低怠速时的尾气污染物的排放。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双燃料发动机的怠速控制方法，包括以下步骤：获取进气温度和发动机水温；根据所述进气温度和所述发动机水温判断是否满足预定条件；如果满足所述预定条件，则根据所述进气温度选择怠速喷油模式，其中，所述怠速喷油模式包括纯柴油喷射模式、部分气缸双 燃料喷射模式和全部气缸双燃料喷射模式，其中，当所述进气温度小于第一阈值时，选择所述纯柴油喷射模式进行怠速，当所述进气温度大于所述第一阈值且小于第二阈值时，选择所述部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，当所述进气温度大于所述第二阈值且小于第三阈值时，选择所述全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，所述第一阈值小于所述第二阈值，所述第二阈值小于所述第三阈值。

进一步的，所述根据进气温度和所述发动机水温判断是否满足预定条件，进一步包括：S1：获取所述进气温度和所述发动机水温之间的温差；S2：判断所述温差的绝对值是否小于预设温差；S3：如果所述温差的绝对值小于所述预设温差，则判定满足所述预定条件；S4：如果所述温差的绝对值大于所述预设温差，则进一步比较所述发动机水温与第一预设温度；S5：如果所述发动机水温大于或等于所述第一预设温度，则判定满足所述预定条件。

进一步的，所述S4还包括：如果所述发动机水温小于所述第一预设温度，则选择所述纯柴油喷射模式进行怠速。

进一步的，还包括：当所述进气温度小于第二预设温度，则对所述进气温度进行加热直至所述进气温度大于所述第二预设温度。

进一步的，所述部分气缸双燃料喷射模式指：向全部气缸中的半数气缸喷射双燃料，向所述全部气缸中的另外半数气缸喷射柴油的模式。

相对于现有技术，本发明所述的双燃料发动机的怠速控制方法具有以下优势：

本发明所述的双燃料发动机的怠速控制方法，发动机在进行怠速时，根据进气温度选择不同的怠速喷油模式，当进气温度较低时，采用纯柴油喷射模式进行怠速，解决温度较低时，发动机引入汽油喷射燃烧不稳定问题，随着进气温度的升高，缸内热氛围的建立，当进气温度稍高时，采用部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，可以降低污染物的排放，当进气温度继续上升到较高以后，缸内充分建立热氛围后，采用全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，从而进一步降低发动机怠速运行过程中的尾气污染物的排放，具有环保的优点。

本发明的另一目的在于提出一种双燃料发动机的怠速控制系统，该双燃料发动机的怠速控制系统可以有效降低怠速时的尾气污染物的排放。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双燃料发动机的怠速控制系统，包括：获取模块，用于获取进气温度和发动机水温；判断模块，用于根据所述进气温度和所述发动机水温判断是否满足预定条件；控制模块，用于在所述判断模块判定满足所述预定条件时，根据所述进气温度选择怠速喷油模式，其中，所述怠速喷油模式包括纯柴油喷射模式、部分气缸双燃料喷射模式和全部气缸双燃料喷射模式，其中，当所述进气温度小于第一阈值时，选择所述纯柴油喷射模式进行怠速，当所述进 气温度大于所述第一阈值且小于第二阈值时，选择所述部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，当所述进气温度大于所述第二阈值且小于第三阈值时，选择所述全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，所述第一阈值小于所述第二阈值，所述第二阈值小于所述第三阈值。

进一步的，所述判断模块用于：获取所述进气温度和所述发动机水温之间的温差；判断所述温差的绝对值是否小于预设温差；如果所述温差的绝对值小于所述预设温差，则判定满足所述预定条件；如果所述温差的绝对值大于所述预设温差，则进一步比较所述发动机水温与第一预设温度；如果所述发动机水温大于或等于所述第一预设温度，则判定满足所述预定条件，如果所述发动机水温小于所述第一预设温度，则所述控制模块选择所述纯柴油喷射模式进行怠速。

进一步的，还包括：加热模块，用于当所述进气温度小于第二预设温度时，对所述进气温度进行加热直至所述进气温度大于所述第二预设温度。

进一步的，所述部分气缸双燃料喷射模式指：向全部气缸中的半数气缸喷射双燃料，向所述全部气缸中的另外半数气缸喷射柴油的模式。

所述的双燃料发动机的怠速控制系统与上述的双燃料发动机的怠速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。

本发明的再一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以有效降低怠速时的尾气污染物的排放。

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，设置有如上述实施例所述的双燃料发动机的怠速控制系统。该车辆可以有效降低怠速时的尾气污染物的排放。

所述的车辆与上述的双燃料发动机的怠速控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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的怠速控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的双燃料发动机的怠速控制方法的详细流程图；

图3为本发明实施例所述的双燃料发动机的结构图；以及

图4为本发明实施例所述的双燃料发动机的怠速控制系统的结构框图。

附图标记说明：

1-节气门，2-进气总管，3-加热丝，4-汽油喷油器，5-柴油喷油器，排气管6，400-双燃料发动机的怠速控制系统，410-获取模块，420-判断模块和430-控制模块。

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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的双燃料发动机的怠速控制方法的流程图。在描述根据本发明实施例的双燃料发动机的怠速控制方法之前，首先对双燃料发动机进行描述，本发明实施例的双燃料发动机是以汽油和柴油作为燃料的发动机，喷油方式为气道内喷射汽油，缸内直喷柴油。如图3所示，为一种四缸双燃料发动机的结构图，该双燃料发动机包括：节气门1、进气总管2、加热丝3、汽油喷油器4、柴油喷油器5和排气管6。其中，每个进气歧管装有一个汽油喷油器4，用于在进气道喷射汽油；气缸盖上装有四个柴油喷油器5，用于向缸内喷射柴油。加热丝3安装在进气总管2，加热丝3用于加热进入进气道中的气体。

如图1所示，根据本发明一个实施例的双燃料发动机的怠速控制方法，包括以下步骤：

步骤S101：获取进气温度和发动机水温。可以利用温度传感器等检测得到进气温度和发动机水温，如何得到进气温度和发动机水温属于现有技术，此处，不做赘述。

步骤S102：根据进气温度和发动机水温判断是否满足预定条件。

在本发明的一个实施例中，根据进气温度和发动机水温判断是否满足预定条件，包括：

1、获取进气温度和发动机水温之间的温差。

2、判断温差的绝对值是否小于预设温差。

3、如果温差的绝对值小于预设温差，则判定满足预定条件。

4、如果温差的绝对值大于预设温差，则进一步比较发动机水温与第一预设温度，如果发动机水温小于第一预设温度，则选择纯柴油喷射模式进行怠速。

5、如果发动机水温大于或等于第一预设温度，则判定满足预定条件。

作为一个具体的示例，假设预设温差为20℃。第一预设温度为60℃。则实际进气温度(即：进气温度)和发动机水温做差并取绝对值得到的数值(即：进气温度和发动机水温之间的温差的绝对值)与预设温差20℃进行比较，当该数值小于20℃时，则判定满足预定条件。或者，实际进气温度和发动机水温做差并取绝对值得到的数值与标定量20℃进行比较，当该数值大于等于20℃时，进一步对发动机水温与第一预设温度60℃进行比较，若发动机水温的值大于等于60℃，则仍然判定满足预定条件，进一步而言，如果发动机水温小于60℃， 则判定不满足预定条件，则直接运行纯柴油喷射模式进行怠速。

步骤S103：如果满足预定条件，则根据进气温度选择怠速喷油模式，其中，怠速喷油模式包括纯柴油喷射模式、部分气缸双燃料喷射模式和全部气缸双燃料喷射模式，

其中，当进气温度小于第一阈值时，选择纯柴油喷射模式进行怠速，当进气温度大于第一阈值且小于第二阈值时，选择部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，当进气温度大于第二阈值且小于第三阈值时，选择全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于第三阈值。

如图2所示，并结合图3所示，以图3所示的四缸双燃料发动机为例，并假设第一阈值为0℃、第二阈值为20℃，第三阈值为120℃，则当进气温度小于或等于0℃时，选择纯柴油喷射模式进行怠速。例如：当实际进气温度小于等于0℃时，运行纯柴油喷射模式进行怠速，在纯柴油喷射模式中，包括三次喷射柴油，如：一次预喷，一次主喷和一次后喷，预喷喷油正时在但不限于上止点前15°的曲轴转角附近，主要引燃可燃混合气并贡献部分扭矩，主喷喷油正时在上止点前5°的曲轴转角附近，主要作用是贡献扭矩，后喷喷油正时在上止点后8°的曲轴转角附近，主要作用是燃烧更加平稳，防止发动机较大的震动和噪声。

当实际进气温度大于0℃，小于等于20℃时，选择部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，向全部气缸中的半数气缸喷射双燃料，向所述全部气缸中的另外半数气缸喷射柴油的模式。具体地，部分气缸双燃料喷射模式例如为：柴油三次喷射，汽油一次喷射，两缸喷入汽油，其中汽油只在两缸进行喷射，汽油喷射时，在一三缸和二四缸交替进行喷射，柴油仍然采用三次喷射，分别为预喷、主喷和后喷，预喷喷油正时在上止点前25°左右，主要用于引燃进入气缸中的汽油，主喷在上止点前10°左右，主要贡献扭矩，后喷在上止点后5°左右，起到贡献扭矩和进一步燃烧缸内产生的未燃HC作用。汽油喷油正时控制在上止点前270°左右。

当实际进气温度大于20℃，小于等于120℃时，选择全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，全部气缸双燃料喷射模式例如为：柴油三次喷射，汽油一次喷射，四缸喷入汽油，其中汽油在四个气缸均进行喷射。柴油三次喷射分别为一次预喷，一次主喷和一次后喷，预喷正时在上止点前20°左右，主要用于引燃进入气缸中的汽油，主喷在上止点前8°左右，主要作用为贡献扭矩，后喷在上止点后的8°左右，起到贡献扭矩和进一步燃烧缸内产生的未燃HC作用。

根据本发明实施例的双燃料发动机的怠速控制方法，发动机在进行怠速时，根据进气温度选择不同的怠速喷油模式，当进气温度较低时，采用纯柴油喷射模式进行怠速，解决温度较低时，发动机引入汽油喷射燃烧不稳定问题，随着进气温度的升高，缸内热氛围的建立，当进气温度稍高时，采用部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，可以降低污染物的排放，当进气温度继续上升到较高以后，缸内充分建立热氛围后，采用全部气缸双燃料喷射模式进行怠 速，从而进一步降低发动机怠速运行过程中的尾气污染物的排放，具有环保的优点。

当发动机冷启动后，为了尽快降低怠速时的尾气污染物的排放，本发明实施例的方法还包括：当进气温度小于第二预设温度，则对进气温度进行加热直至所述进气温度大于第二预设温度。具体地说，结合图2和图3所示，加热丝温度控制映射表(预先标定得到)与实际进气温度做差后，对加热丝的加热功率进行PID控制，经过PID控制后，最终输出给加热丝所需要加热的温度，当实际进气温度高于40℃时，则不在对加热丝进行加热。第二预设温度为但不限于40℃。这样，加速缸内热氛围的建立，从而可以尽快采用部分气缸双燃料喷射模式或全部气缸双燃料喷射模式进行怠速以降低尾气污染物的排放。

图4是根据本发明一个实施例的双燃料发动机的怠速控制系统的结构框图。如图4所示，根据本发明一个实施例的双燃料发动机的怠速控制系统400，包括：获取模块410、判断模块420和控制模块430。

其中，获取模块410用于获取进气温度和发动机水温。判断模块420用于根据进气温度和发动机水温判断是否满足预定条件。控制模块430用于在判断模块410判定满足预定条件时，根据进气温度选择怠速喷油模式，其中，怠速喷油模式包括纯柴油喷射模式、部分气缸双燃料喷射模式和全部气缸双燃料喷射模式，其中，当进气温度小于第一阈值时，选择纯柴油喷射模式进行怠速，当进气温度大于第一阈值且小于第二阈值时，选择部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，当进气温度大于第二阈值且小于第三阈值时，选择全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于所述第三阈值。在本发明的一个实施例中，部分气缸双燃料喷射模式指：向全部气缸中的半数气缸喷射双燃料，向所述全部气缸中的另外半数气缸喷射柴油的模式。

在本发明的一个实施例中，判断模块420用于：获取进气温度和发动机水温之间的温差；判断温差的绝对值是否小于预设温差；如果温差的绝对值小于预设温差，则判定满足预定条件；如果温差的绝对值大于预设温差，则进一步比较发动机水温与第一预设温度；如果发动机水温大于或等于第一预设温度，则判定满足预定条件，如果发动机水温小于第一预设温度，则控制模块430选择纯柴油喷射模式进行怠速。

在本发明的一个实施例中，双燃料发动机的怠速控制系统400还包括：加热模块(图中没有示出)，加热模块用于当进气温度小于第二预设温度时，对进气温度进行加热直至进气温度大于所述第二预设温度。

根据本发明实施例的双燃料发动机的怠速控制系统，发动机在进行怠速时，根据进气温度选择不同的怠速喷油模式，当进气温度较低时，采用纯柴油喷射模式进行怠速，解决温度较低时，发动机引入汽油喷射燃烧不稳定问题，随着进气温度的升高，缸内热氛围的建立， 当进气温度稍高时，采用部分气缸双燃料喷射模式进行怠速，可以降低污染物的排放，当进气温度继续上升到较高以后，缸内充分建立热氛围后，采用全部气缸双燃料喷射模式进行怠速，从而进一步降低发动机怠速运行过程中的尾气污染物的排放，具有环保的优点。

需要说明的是，本发明实施例的双燃料发动机的怠速控制系统的具体实现方式与本发明实施例的双燃料发动机的怠速控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，该车辆设置有上述实施例所述的双燃料发动机的怠速控制系统。该车辆具有怠速时尾气污染物排放低的优点。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

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。