一种用于车辆的双燃料控制方法、控制系统及车辆与流程

本发明涉及车辆发动机领域，特别是涉及一种用于车辆的双燃料控制方法、控制系统及车辆。

背景技术：

甲醇热值为汽油的45％、理论空燃比为44％左右，辛烷值比汽油、乙醇高，抗爆性好，因此甲醇可以降低燃烧室温度、提高发动机充量系数，降低nox排放。然而，甲醇汽化潜热是汽油的3.57倍，挥发性不如汽油，雾化效果较差，剧毒且燃烧不充分容易产生甲醇、甲醛等有害物质。甲醇汽车通常是以汽油和甲醇做为燃料进行优势互补，为了充分发挥甲醇的经济优势，同时规避其客观存在的一些劣势，需要结合车辆和发动机运行状态进行综合判断，从而选择最优的燃料进行燃烧。

目前已有的甲醇双燃料汽车的燃料切换方案，主要有以下三种场景：驾驶员根据主观意愿通过按键触发切换、起动和冷机阶段使用汽油以保证起动和燃烧可靠性、ecu接收到燃料剩余液位信号过低时及时切换成另一种燃料，然而考虑到甲醇燃料的特殊性、剧毒性、不完全燃烧释放有害气体等特点，以上切换方式已远不能满足严苛的排放法规和用户日益增长的消费升级。并且现有技术中的双燃料切换策略过于简单，且未对核心零部件失效模式、排放、驾驶性等各方面进行综合考虑，考虑不全面，导致发动机不能正常运行的问题发生，并且会导致售后用户大量投诉，甚至面临法规风险。

技术实现要素：

本发明第一方面的目的是要提供一种用于车辆的双燃料控制方法，解决现有技术中双燃料控制系统切换策略过于简单，考虑不全面，会导致发动机不能够正常运行的技术问题。

本发明第一方面的进一步目的是要使得发动机稳定运行且避免排放变差。

本发明第二方面的目的是要提供一种用于车辆的双燃料控制系统。

本发明第三方面的目的是要提供一种具有上述双燃料控制系统的车辆。

根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种用于车辆的双燃料控制方法，包括：

获取车辆的用于指示双燃料系统是否发生故障的故障信息和发动机系统的运行参数信息；

根据所述故障信息和所述运行参数信息控制所述双燃料系统中的一种燃料系统为所述发动机供能，以及控制所述双燃料系统之间相互切换，从而使得所述发动机正常运行。

可选地，所述双燃料系统为甲醇燃料系统和汽油燃料系统。

可选地，当所述汽油燃料系统出现故障时，控制显示单元提醒用户所述汽油燃料系统故障；

当所述甲醇燃料系统出现故障且所述汽油燃料系统未出现故障时，控制切换至所述汽油燃料系统为所述发动机供能，并控制所述显示单元提醒用户所述甲醇燃料系统故障。

可选地，控制所述双燃料系统之间相互切换的步骤，具体包括：

在所述汽油燃料系统切换至所述甲醇燃料系统的过程中，汽油燃料的喷油量逐渐减少且甲醇燃料的喷油量逐渐增大，控制将所述甲醇燃料的喷油比值直接提高至第一预设阈值；当所述汽油燃料的喷油量降低至第二预设阈值时，控制将所述汽油燃料的喷油比值直接降低至0％；

其中，所述喷油比值为范围在0％～100％中的任一数值，且所述甲醇燃料的喷油比值与所述汽油燃料的喷油比值的相加值为100％。

可选地，控制所述双燃料系统之间相互切换的步骤，又包括：

在所述甲醇燃料系统切换至所述汽油燃料系统的过程中，所述甲醇燃料的喷油量逐渐减少且所述汽油燃料的喷油量逐渐增大，控制将所述汽油燃料的喷油比值直接提高至第三预设阈值；当所述甲醇燃料的喷油量降低至第四预设阈值时，控制将所述甲醇燃料的喷油比值直接降低至0％。

可选地，所述运行参数信息包括排气温度；

在所述汽油燃料系统为所述发动机供能，且所述发动机的排气温度超过预设排气温度并持续第一预设时间后控制切换至所述甲醇燃料系统为所述发动机供能。

可选地，所述运行参数信息包括所述发动机系统中催化器的温度；

在所述催化器的温度超过预设温度阈值时控制所述汽油燃料系统为所述发动机供能。

可选地，当车辆首次使用起动时，先控制所述汽油燃料系统单独地为所述发动机供能，然后在第二预设时间后控制所述汽油燃料系统和所述甲醇燃料系统按照预设比例同时为所述发动机供能，之后在第三预设时间后控制所述甲醇燃料系统单独地为所述发动机供能，以排出所述汽油燃料系统和所述甲醇燃料系统中的气体。

根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种用于车辆的双燃料控制系统，包括：

获取模块，用于获取车辆的用于指示双燃料系统是否发生故障的故障信息和发动机的运行参数信息；以及

控制模块，所述控制模块包括存储器和处理器，所述存储器内存储有计算程序，所述计算程序被所述处理器执行时用于实现上述的控制方法。

根据本发明第三方面的目的，本发明又提供了一种具有上述双燃料控制系统的车辆。

本发明先获取车辆的用于指示双燃料系统是否发生故障的故障信息和发动机系统的运行参数信息，然后根据故障信息和运行参数信息控制双燃料系统中的一种燃料系统为发动机供能，以及控制双燃料系统之间相互切换，从而使得发动机正常运行。本发明不仅考虑到了发动机系统自身的运行参数信息，还考虑到了双燃料系统的故障信息，所以本发明考虑得更全面，能够确保发动机稳定运行。

进一步地，本发明在汽油燃料系统切换至甲醇燃料系统的过程中，汽油燃料的喷油量逐渐减少且甲醇燃料的喷油量逐渐增大，控制将甲醇燃料的喷油比值直接提高至第一预设阈值。当汽油燃料的喷油量降低至第二预设阈值时，控制将汽油燃料的喷油比值直接降低至0％。其中，喷油比值为范围在0％～100％中的任一数值，且甲醇燃料的喷油比值与汽油燃料的喷油比值的相加值为100％。当甲醇燃料的喷油脉宽或汽油燃料的喷油脉宽处于非线性区时，无法确保喷油量的精确计算，可能会出现燃烧恶化、车辆抖动、排放变差的情况发生，因此本发明直接将甲醇燃料的喷油量直接提升至第一预设阈值，从而可以避开非线性区，从而可以使得发动机稳定运行且避免排放变差。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的双燃料控制方法的示意性流程图；

图2是根据本发明另一个实施例的双燃料控制方法的示意性流程图；

图3是根据本发明一个实施例的双燃料控制系统的示意性结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的双燃料控制方法的示意性流程图。如图1所示，在一个具体地实施例中，双燃料控制方法一般性地可包括以下步骤：

s100，获取车辆的用于指示双燃料系统是否发生故障的故障信息和发动机系统的运行参数信息；

s200，根据故障信息和运行参数信息控制双燃料系统中的一种燃料系统为发动机供能，以及控制双燃料系统之间相互切换，从而使得发动机正常运行。

本发明不仅考虑到了发动机系统自身的运行参数信息，还考虑到了双燃料系统的故障信息，所以本发明考虑得更全面，能够确保发动机稳定运行。并且，本发明取消了驾驶员可以根据主观意愿随时通过按键触发燃料切换的功能，因为个人偏好无法保证经济性和排放，并且可能引起车辆未知问题和不必要的售后投诉。

图2是根据本发明另一个实施例的双燃料控制方法的示意性流程图。如图2所示，并参见图1，在另一个实施例中，双燃料系统为甲醇燃料系统和汽油燃料系统。在其他实施例中，还可以选择其他燃料系统为发动机供能。

具体地，步骤s200可以包括以下情况：

s210，当汽油燃料系统出现故障时，控制显示单元提醒用户汽油燃料系统故障。

s220，当甲醇燃料系统出现故障且汽油燃料系统未出现故障时，控制切换至汽油燃料系统为发动机供能，并控制显示单元提醒用户甲醇燃料系统故障。

这里，步骤s210和步骤s220没有先后顺序之分，显示单元可以为仪表盘。

进一步地，汽油燃料系统出现故障具体指的是汽油燃料系统中的汽油泵、汽油喷油器和汽油泵继电器等核心零部件的故障，当这些核心零部件出现故障时则无法切换至甲醇燃料系统为发动机供能，目的是为了避免部分场景下甲醇燃料系统回切汽油燃料系统时导致车辆异常。此外，汽油燃料作为起动燃料和辅助燃料，其核心零部件出现故障时车辆将会出现非常明显的故障，必须尽快去4s店检查和维修。

甲醇燃料系统出现故障具体指的是甲醇燃料系统中的甲醇泵、甲醇喷油器和甲醇泵继电器等核心零部件的故障，当甲醇燃料系统的这些核心零部件出现故障，并且汽油燃料系统的上述核心零部件未出现故障时切换至汽油燃料系统为发动机供能，防止甲醇故障模式下无法正常供油误切甲醇导致车辆频繁熄火，无法顺利开至4s店带来不必要的售后投诉。

进一步地，步骤s200还可以包括以下情况，也就是控制双燃料系统之间相互切换的步骤，可以包括以下情况：

第一种：在汽油燃料系统切换至甲醇燃料系统的过程中，汽油燃料的喷油量逐渐减少且甲醇燃料的喷油量逐渐增大，控制将甲醇燃料的喷油比值直接提高至第一预设阈值；当汽油燃料的喷油量降低至第二预设阈值时，控制将汽油燃料的喷油比值直接降低至0％。其中，喷油比值为范围在0％～100％中的任一数值，且甲醇燃料的喷油比值与汽油燃料的喷油比值的相加值为100％。这里，第一预设阈值与第二预设阈值可以设置为相同值。在一个实施例中，第一预设阈值与第二预设阈值均可以设为30％。

第二种：在甲醇燃料系统切换至汽油燃料系统的过程中，甲醇燃料的喷油量逐渐减少且汽油燃料的喷油量逐渐增大，控制将汽油燃料的喷油比值直接提高至第三预设阈值；当甲醇燃料的喷油量降低至第四预设阈值时，控制将甲醇燃料的喷油比值直接降低至0％。这里，第三预设阈值与第四预设阈值可以设置为相同值，并且与第一预设阈值和第二预设阈值相同。在一个实施例中，第三预设阈值与第四预设阈值均可以设为30％。在另一个实施例中，第一预设阈值、第二预设阈值、第三预设阈值与第四预设阈值还可以根据车辆的实际需求具体设定。

这里，步骤s210、s220、第一种情况、第二种情况均没有先后顺序之分。

具体地，双燃料系统之间的切换通常是在极短时间内完成的，当汽油燃料系统切换至甲醇燃料系统时，喷油比值会随着汽油喷油量的逐渐减少、甲醇喷油量的逐渐增加而不断变化的，在这个此消彼长的过程中必然会出现甲醇燃料喷油脉宽接近非线性区的情况，此时因无法保证喷油量的精确计算，可能会出现燃烧恶化、车辆抖动、排放变差的情况。为了避免甲醇燃料喷油量处于非线性区间，切换开始时甲醇燃料的喷油比值由0直接阶跃至一个较大的比例，从而使甲醇喷油器快速跨过非线性区间。随着喷油比值的增加，汽油喷油器喷油量逐渐减少，最终会进入到非线性区间，为避免汽油燃料进入非线性区间喷油量不受控的问题，提前结束燃油切换过程，甲醇燃料的喷油比值将阶跃至1直接进入甲醇模式。同理，甲醇燃料切换至汽油燃料时也是如此。

进一步地，运行参数信息包括排气温度。步骤s200还可以包括以下情况：

s230，在汽油燃料系统为发动机供能，且发动机的排气温度超过预设排气温度并持续第一预设时间后控制切换至甲醇燃料系统为发动机供能。这里，第一预设时间可以为范围在3s～5s之间的任一数值。

由于甲醇燃料抗爆性较好，通常发动机设计了更高的压缩比和更激进的点火角，即便如此甲醇燃料的爆震倾向和排气温度相较汽油燃料仍要低很多。因此当发动机处于汽油燃料系统为其供能时，排温过高且持续一定时间后可以切至甲醇燃料，以避免催化器、汽油机颗粒捕集器等关键零部件因持续高温而烧结损坏。

进一步地，运行参数信息包括发动机系统中催化器的温度。步骤s200还可以包括以下情况：

s240，在催化器的温度超过预设温度阈值时控制汽油燃料系统为发动机供能。这里是因为汽油燃料具有固定的燃料模式、更小的点火角以及相较甲醇燃料更稳定的燃烧优势，在降低原排的同时，可使催化器更快达到起燃工作温度，及时转化尾气中的co、nox等有害气体。

在一个优选地实施例中，当车辆首次使用起动时，先控制汽油燃料系统单独地为发动机供能，然后在第二预设时间后控制汽油燃料系统和甲醇燃料系统按照预设比例同时为发动机供能，之后在第三预设时间后控制甲醇燃料系统单独地为发动机供能，以排出汽油燃料系统和甲醇燃料系统中的气体。这里的预设比例可以选9:1或8:2，其中，汽油燃料系统的占比大于甲醇燃料系统的占比。

也就是说，当生产线新车下线时首次或前几次起动时会触发汽油燃料系统中的油路排空气，切换至甲醇燃料系统时会触发甲醇燃料系统中的油路排空气，目的是排掉汽油和甲醇两套供油系统中的空气，避免起动和燃料切换时频繁熄火。此过程完全由发动机控制器根据发动机运行状态触发和执行，先强制使用汽油燃料系统供能，排空完成后进入甲醇燃料系统预排空阶段，即汽油燃料和甲醇燃料以固定比例同时参与燃烧，直到发动机运行平稳后进入甲醇燃料系统，在双燃料系统排空完成后写入车辆系统将永久不再触发，双燃料系统切换回归正常。这里的第二预设时间和第三预设时间可以设定为20s。并且在给汽油燃料系统和甲醇燃料系统排空气时可以适当地提高喷油量以及提高发动机的转速，从而可以加快燃烧，加快排空气的速度。

另外，为了避免短时间内双燃料系统频繁切换可能引起的车辆平顺性变差、排放恶化等潜在风险，双燃料系统切换条件满足时需要经过一定时间窗口期才开始执行切换动作。也就是大概3s～5s后再执行切换。

进一步地，考虑到甲醇燃料汽化潜热大、挥发性差等物理特性，车辆起动时强制使用汽油燃料系统给发动机供能以确保车辆起动的可靠性。另外，考虑到甲醇燃料在冷机阶段燃烧不充分会释放大量甲醇、甲醛等有毒气体，同时为了满足严苛的国六法规对甲醇甲醛的要求，即便车辆完成起动，发动机处于冷机阶段仍需强制使用汽油燃料系统供能，直到热机至发动机水温达60℃后方可切至甲醇燃料系统供能。这种情况属于从车辆起动时就一直使用的汽油燃料系统供能。

另一种情况是，当发动机处于热机状态时起动车辆，即便满足水温60℃切甲醇的条件，起动完成后的一段时间内仍强制使用汽油燃料系统供能，待发动机运行平稳、燃烧室温度较高后方可切换至甲醇燃料系统供能。这里的一段时间大概是35s左右。

进一步地，发动机控制器会实时接收甲醇燃料系统的剩余液位信号，当发动机运行在主燃料甲醇燃料系统且剩余燃料不足时，需及时切至辅助燃料汽油燃料系统，并通过仪表盘提示驾驶员剩余燃油不足。另外，考虑到激烈驾驶工况油箱液面会出现大幅度波动，部分车型甚至无法提供准确、稳定、可信的液位信号，发动机燃料可能会跟随液位波动来回切换，因此需考虑实际情况标定一个合适的液位阈值和滞回区间，避免短时间内频繁切换带来燃烧恶化、驾驶性变差、有害气体排放增加。这里的液位阈值可以选择3l，滞回区间的实现形式如下：当甲醇燃料液位低于3l时切回汽油燃料系统，若此时甲醇燃料油箱晃动导致液位增加并超过了3l，那么只有甲醇燃料液位持续超过5l(液位阈值3l的基础上再提高2l)2秒以上。

进一步地，双燃料控制方法还包括获取油门踏板的信息，当油门踏板开度大于一定阈值时，判断驾驶员有急加速或超车意图，发动机控制器会主动切断空调压缩机降低负载，并切换至动力输出更高的燃料类型以响应驾驶员意图。

另外，因为甲醇燃油泵特殊的防腐蚀结构设计、成本考虑和产品稳定性差，在冬季高寒地区长时间静置后，相较汽油泵可能会出现低温下建压能力弱的情况，双燃料系统切换时因不能持续稳定供油导致怠速抖动、发动机失火、加速耸车等系列问题。针对此情况需要提前触发甲醇泵进行一定时间的预泵油，满足条件后方可切换至甲醇燃料系统为发动机供能。

图3是根据本发明一个实施例的双燃料控制系统100的示意性结构图。如图3所示，在一个具体地实施例中，用于车辆的双燃料控制系统100包括用于获取车辆的用于指示双燃料系统是否发生故障的故障信息和发动机的运行参数信息的获取模块10以及控制模块20，控制模块20包括存储器21和处理器22，存储器21内存储有计算程序，计算程序被处理器22执行时用于实现上述任一项实施例中的控制方法。处理器22可以是一个中央处理单元(centralprocessingunit，简称cpu)，或者为数字处理单元等等。处理器22通过通信接口收发数据。存储器21用于存储处理器22执行的程序。存储器21是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，也可以是多个存储器21的组合。上述计算程序可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者经由网络(例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到计算机或外部存储设备。这里的控制模块20包括发动机控制器。

本发明还提供了一种车辆，其安装有上述的双燃料控制系统100。对于双燃料控制系统100，这里不一一赘述。

本发明根据发动机运行参数信息和核心零部件的故障模式进行综合判断，并选择一种最优的燃料进行燃烧，同时取消了驾驶员根据主观意愿按键触发切换的功能，以实现更好的经济效益、更舒适的驾乘体验和更大的社会环保价值。本发明完全通过软件的方法，不需要对硬件进行改进，仅通过软件功能即可有效解决一系列开发环节、售后市场存在的问题，并节约了开发成本。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。