发动机控制方法、装置及系统与流程

本申请属于发动机技术领域，尤其涉及一种发动机控制方法、装置及系统。

背景技术：

现有技术中基于理论空燃比控制燃料喷射，但是在发动机处于长时间稳态工况下时，基于理论空燃比控制燃料喷射将导致燃料不能完全燃烧，导致排放物中存在过多的有害气体，不能达到排放标准。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种发动机控制方法、装置及系统，用于解决现有技术中排放物存在过多的有害气体，不能达到排放标准的问题。

技术方案如下：

本申请提供一种发动机控制方法，包括：

确定发动机是否处于稳态工况；

若发动机处于稳态工况，则基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比；

若确定需要调整空燃比，则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定调整时长；

在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。

优选地，所述基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比，包括：

确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值；

若确定后氧传感器的输出信号高于第一设定值，则确定需要增大空燃比；

若确定后氧传感器的输出信号不高于第一设定值，则确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值；其中，第一设定值与第二设定值不同；

若确定后氧传感器的输出信号低于第二设定值，则确定需要减小空燃比。

优选地，所述若确定需要调整空燃比，则基于预先标定量调整空燃比，包括：

若确定需要增大空燃比，则基于第一标定量调整理论空燃比；

若确定需要减小空燃比，则基于第二标定量调整理论空燃比；所述第一标定量与所述第二标定量不同。

优选地，所述基于预先标定量和催化器的氧存储量确定调整时长，包括：

在发动机退出断油工况时，基于后氧传感器的输出信号与理论空燃比，确定催化器的氧存储量；

基于预先确定的催化器的氧存储量和预先标定量，确定调整时长。

优选地，所述确定发动机是否处于稳态工况之后，还包括：

确定催化器是否处于高效工作区；

若确定催化器处于高效工作区，则基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比。

本申请还提供了一种发动机控制装置，包括：

确定单元，用于确定发动机是否处于稳态工况；若发动机处于稳态工况，则基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比；

调整单元，用于若确定需要调整空燃比，则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定调整时长；

控制单元，用于在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。

优选地，所述确定单元，包括：

第一确定子单元，用于确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值；若确定后氧传感器的输出信号高于第一设定值，则确定需要增大空燃比；

第二确定子单元，用于若确定后氧传感器的输出信号不高于第一设定值，则确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值；其中，第一设定值与第二设定值不同；若确定后氧传感器的输出信号低于第二设定值，则确定需要减小空燃比。

优选地，所述调整单元，包括：

第三确定子单元，用于在发动机退出断油工况时，基于后氧传感器的输出信号与理论空燃比，确定催化器的氧存储量；

第四确定子单元，用于基于预先确定的催化器的氧存储量和预先标定量，确定调整时长。

优选地，所述确定单元，还用于在确定发动机处于稳态工况后确定催化器是否处于高效工作区；若确定催化器处于高效工作区，则基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比。

本申请还提供了一种发动机控制系统，包括：

ecu、发动机以及喷射系统；所述ecu分别与所述发动机和所述喷射系统连接；

所述ecu采用上述的控制方法控制喷射系统的喷射。

与现有技术相比，本申请提供的上述技术方案具有如下优点：

从上述技术方案可知，本申请中在发动机处于稳态工况下时，基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比，如果确定需要调整空燃比则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定此次的调整时长，在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。由于在发动机处于稳态工况下并不是保持理论空燃比不变，而是根据实际情况可以调整空燃比，因此保证了燃料的充分燃料，避免了排放物中存在过多的有害气体，可以达到排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请公开的一种发动机控制方法的流程图；

图2是本申请公开的另一种发动机控制方法的流程图；

图3是本申请公开的一种发动机控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

在基于理论空燃比控制燃料喷射的基础上，考虑到发动机运行whtc循环时会长时间处于稳态工况，存在燃料燃烧不充分的问题，导致排放物中存在过多的有害气体，不能达到排放标准。针对此，本申请提供了一种发动机控制方法，在发动机处于稳态工况时，并不是保持理论空燃比不变，而是根据实际情况调整空燃比，充分燃烧燃料以避免排放物中存在过多的有害气体，进而可以达到排放标准。

具体地，参见图1所示，该发动机控制方法可以包括以下步骤：

s101、确定发动机是否处于稳态工况；

若发动机处于稳态工况，则执行步骤s102。

发动机运行过程中，通过检测发动机的转速和进气管压力来确定发动机是否处于稳态工况。

若发动机的转速变化率小于转速变化率阈值，进气管压力变化率小于压力变化率阈值，则确定发动机处于稳态工况。

s102、基于后氧传感器输出的电压值确定是否需要调整空燃比；

若确定需要调整空燃比，则执行步骤s103。

后氧传感器设置在催化器后，现有技术中通过后氧传感器检测经过处理后的废气中的氧含量，并将检测到的氧含量反馈至ecu，使得ecu通过对比催化器前废气中的氧含量与催化器后废气中的氧含量来判断催化器的工作状况，如可以确定催化器是否失效。

本申请实施例借助后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比。

一种实现方式为：

将后氧传感器的输出信号与预先的设定值进行对比，基于对比结果确定是否需要调整空燃比。

若确定需要调整空燃比，则执行步骤s103；否则，按照当前的空燃比控制喷射系统进行喷射。

s103、基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定调整时长。

由于现有技术是基于理论空燃比控制喷射系统进行喷射，因此空燃比的调整基础是理论空燃比。

其中，预先对调整量进行标定得到标定量，这样在确定需要调整空燃比时，基于标定量对理论空燃比进行调整。然后按照调整后的空燃比控制喷射系统进行喷射。

需要注意的是，对理论空燃比进行调整得到调整后的空燃比后，并不是一直都以调整后的空燃比控制喷射系统的喷射，而是仅在一定时间内按照调整后的空燃比控制喷射系统的喷射，达到一定时间后恢复理论空燃比，仍然按照理论空燃比控制喷射系统的喷射。

本申请实施例基于预先标定量和催化器的氧存储量确定调整时长，只在调整时长内按照调整后的空燃比控制喷射系统的喷射。

s104、在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。

通过上述技术方案，本实施例在发动机处于稳态工况下时，基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比，如果确定需要调整空燃比则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定此次的调整时长，在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。由于在发动机处于稳态工况下并不是保持理论空燃比不变，而是根据实际情况可以调整空燃比，因此保证了燃料的充分燃料，避免了排放物中存在过多的有害气体，可以达到排放标准。

在实际应用中需要对空燃比进行调整的情况分为两种，第一种情况为燃料多而空气少，第二种情况为燃料少而空气多。

在第一种情况下，由于空气少而燃料多，导致没有充足的氧以供燃料充分燃烧，进而导致排放物中存在大量的co和nh3。这种情况下需要调整空燃比，以增多空气而减少燃料的喷射。

在第二种情况下，由于空气多而燃料少，导致存在过多的氧，进而导致排放物中存在大量的nox。这种情况下需要调整空燃比，以减少空气。

基于此，本申请提供的发动机控制方法，参见图2所示，可以包括以下步骤：

s201、确定发动机是否处于稳态工况。

本实施例中步骤s201的实现方式与上一实施例步骤s101的实现方式类似，此处不再赘述。

若发动机处于稳态工况，则执行步骤s202。

s202、确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值；

若确定后氧传感器的输出信号高于第一设定值，则执行步骤s204；

若确定后氧传感器的输出信号不高于第一设定值，则执行步骤s203；

s203、确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值；

若确定后氧传感器的输出信号低于第二设定值，则执行步骤s205。

后氧传感器的输出信号为表征氧含量的电压信号，预先设定第一设定值和第二设定值。其中，第一设定值和第二设定值是不同的。

将后氧传感器的输出信号与第一设定值和第二设定值进行比较，根据比较结果确定是否需要对空燃比进行调整。

一种实现方式为：可以先将后氧传感器的输出信号与第一设定值进行比较，确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值。若后氧传感器的输出信号高于第一设定值，则说明催化器中没有氧气，即说明按照理论空燃比控制喷射系统的喷射导致空气少而燃料多。这种情况下需要增大空燃比以减稀喷射。

若后氧传感器的输出信号不高于第一设定值，则再将后氧传感器的输出信号与第二设定值比较，确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值。若后氧传感器的输出信号低于第二设定值，则说明催化器中氧气较多，即说明按照理论空燃比控制喷射系统的喷射导致空气多而燃料少，这种情况下需要减小空燃比以加浓喷射。

若后氧传感器的输出信号不低于第二设定值，则确定不需要调整空燃比，仍然按照理论空燃比控制喷射系统的喷射。

另一种实现方式为：先将后氧传感器的输出信号与第二设定值进行比较，确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值。若后氧传感器的输出信号低于第二设定值，则说明催化器中氧气较多，即说明按照理论空燃比控制喷射系统的喷射导致空气多而燃料少，这种情况下需要减小空燃比以加浓喷射。

若后氧传感器的输出信号不低于第二设定值，则再将后氧传感器的输出信号与第一设定值比较，确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值。若后氧传感器的输出信号高于第一设定值，则说明催化器中没有氧气，即说明按照理论空燃比控制喷射系统的喷射导致空气少而燃料多。这种情况下需要增大空燃比以减稀喷射。

若后氧传感器的输出信号不高于第一设定值，则确定不需要调整空燃比，仍然按照理论空燃比控制喷射系统的喷射。

在具体实现时，并不限定后氧传感器的输出信号与第一设定值和第二设定值的比较顺序，只要确定出后氧传感器的输出信号高于第一设定值或者低于第二设定值，则确定需要调整空燃比；而只有在后氧传感器的输出信号既不高于第一设定值也不低于第二设定值，则确定不需要调整空燃比。

s204、确定需要增大空燃比，并基于第一标定量调整理论空燃比，基于第一标定量和催化器的氧存储量确定调整时长。

根据排放情况预先对空燃比的调整量进行标定，得到第一标定量。第一标定量指的是在需要增大空燃比时，在理论空燃比的基础上增加第一标定量，得到调整后的空燃比。

基于第一标定量和催化器的氧存储量确定调整时长，使得在调整时长内按照调整后的空燃比控制喷射系统的喷射。

其中，催化器的氧存储量是预先获得的。具体为，在发动机退出断油工况时，基于后氧传感器的输出信号与理论空燃比，确定催化器的氧存储量。

发动机每次进入断油工况后，发动机处于倒拖状态，新鲜空气进入催化器，新鲜空气中包含大量的氧气。而在发动机退出断油工况后，采用燃料加浓的方式控制燃料喷射，通过监控后氧传感器的输出信号计算加浓多少燃料后能够将催化器内的氧气消耗完毕。由于空燃比为空气量与燃料量的比值，因此基于当前使用的空燃比以及燃料量可以计算得到催化器中的氧存储量。

增大空燃比后，在设定时间周期内基于第一标定量以及预先计算得到的催化器中的氧存储量，计算得到调整时长。其中，在第一标定量固定的情况下，催化器中的氧存储量越大，调整时长越长，以将催化器中的多余氧气消耗完毕。

s205、确定需要减小空燃比，并基于第二标定量调整理论空燃比，基于第二标定量和催化器的氧存储量确定调整时长。

根据排放情况预先对空燃比的调整量进行标定，得到第二标定量。第二标定量指的是在需要减小空燃比时，在理论空燃比的基础上减去第二标定量，得到调整后的空燃比。其中，第一标定量与第二标定量可以是不同的。

基于第二标定量和催化器的氧存储量确定调整时长，使得在调整时长内按照调整后的空燃比控制喷射系统的喷射。

其中，获得催化器的氧存储量的方式与步骤s205中获得催化器的氧存储量的方式是相同的，此处不再赘述。

减小空燃比后，在设定时间周期内基于第二标定量以及预先计算得到的催化器中的氧存储量，计算得到调整时长。

s206、在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。

通过在调整时长内减稀喷射，可以降低排放物中的co和nh3；

通过在调整时长内加浓喷射，可以降低排放物中的nox。

通过上述技术方案，本实施例在发动机处于稳态工况下时，基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比，如果确定需要调整空燃比则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定此次的调整时长，在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。由于在发动机处于稳态工况下并不是保持理论空燃比不变，而是根据实际情况可以调整空燃比，因此保证了燃料的充分燃料，避免了排放物中存在过多的有害气体，可以达到排放标准。

可选地，在另一个实施例中，确定是否需要调整空燃比之前，除确定发动机是否处于稳态工况外，还包括确定催化器是否处于高效工作区。

只有在确定发动机处于稳态工况且催化器处于高效工作区，才执行确定是否需要调整空燃比的步骤。

其中，催化器的温度高于温度设定值后，说明催化器处于高效工作区。如温度设定值为350℃～450℃。

但是在实际工况下，可以通过检测发动机的相关参数来确定催化器是否处于高效工作区，如检测发动机一定时间内消耗燃料的情况来确定催化器是否处于高效工作区。

在确定发动机在一定时间内消耗的燃料量达到预设消耗量后，催化器的温度一定已经高于温度设定值，进而说明催化器处于高效工作区。

对应上述实施例公开的发动机控制方法，本实施例还提供了一种发动机控制装置，参见图3所示，该装置包括：

确定单元301、调整单元302和控制单元303。

确定单元301，用于确定发动机是否处于稳态工况；若发动机处于稳态工况，则基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比。

发动机运行过程中，通过检测发动机的转速和进气管压力来确定发动机是否处于稳态工况。

若发动机的转速变化率小于转速变化率阈值，进气管压力变化率小于压力变化率阈值，则确定发动机处于稳态工况。

调整单元302，用于若确定需要调整空燃比，则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定调整时长。

控制单元303，用于在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。

通过上述技术方案，本实施例在发动机处于稳态工况下时，基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比，如果确定需要调整空燃比则基于预先标定量调整空燃比，并基于预先标定量和催化器的氧存储量确定此次的调整时长，在调整时长内按照调整后的空燃比控制燃料喷射。由于在发动机处于稳态工况下并不是保持理论空燃比不变，而是根据实际情况可以调整空燃比，因此保证了燃料的充分燃料，避免了排放物中存在过多的有害气体，可以达到排放标准。

可选地，在其他实施例中，所述确定单元还用于在确定发动机处于稳态工况后确定催化器是否处于高效工作区；若确定催化器处于高效工作区，则基于后氧传感器的输出信号确定是否需要调整空燃比。

其中，催化器的温度高于温度设定值后，说明催化器处于高效工作区。如温度设定值为350℃～450℃。

但是在实际工况下，可以通过检测发动机的相关参数来确定催化器是否处于高效工作区，如检测发动机一定时间内消耗燃料的情况来确定催化器是否处于高效工作区。

在确定发动机在一定时间内消耗的燃料量达到预设消耗量后，催化器的温度一定已经高于温度设定值，进而说明催化器处于高效工作区。

可选地，在其他实施例中，确定单元301包括：

第一确定子单元和第二确定子单元。

所述第一确定子单元，用于确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值；若确定后氧传感器的输出信号高于第一设定值，则确定需要增大空燃比；

所述第二确定子单元，用于若确定后氧传感器的输出信号不高于第一设定值，则确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值；其中，第一设定值与第二设定值不同；若确定后氧传感器的输出信号低于第二设定值，则确定需要减小空燃比。

需要注意的是，虽然本实施例中限定的是先将后氧传感器的输出信号与第一设定值比较，确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值，只有在确定后氧传感器的输出信号不高于第一设定值后，才将后氧传感器的输出信号与第二设定值比较，确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值。

但是，在实际应用中，还可以先将后氧传感器的输出信号与第二设定值比较，确定后氧传感器的输出信号是否低于第二设定值，只有在确定后氧传感器的输出信号不低于第二设定值后，才将后氧传感器的输出信号与第一设定值比较，确定后氧传感器的输出信号是否高于第一设定值。

可选地，在其他实施例中，调整单元302包括：

第三确定子单元和第四确定子单元。

所述第三确定子单元，用于在发动机退出断油工况时，基于后氧传感器的输出信号与理论空燃比，确定催化器的氧存储量；

所述第四确定子单元，用于基于预先确定的催化器的氧存储量和预先标定量，确定调整时长。

对应的，本申请还提供了一种发动机控制系统，包括ecu、发动机以及喷射系统；所述ecu分别与所述发动机和所述喷射系统连接。

所述ecu采用上述实施例公开的控制方法控制喷射系统的喷射。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，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。

最后，还需要说明的是，在本文中，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域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技术人员来说将是显而易见的，本文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文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。