发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法、装置和系统与流程

本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法、装置和系统。

背景技术：

天然气发动机是进气道喷射方式，从喷油加电时间、喷射提前角等喷射参数的计算到压缩上止点附近点火要相隔较大的曲轴角度，并且喷油加电时间比较长。现有技术中，每缸喷射参数的更新相对于该缸的压缩上止点大概要提前一个工作循环，并且在此间隔内只更新一次。如果在喷射参数计算完成后，又检测到工况突减，由于突减之前执行的喷射参数已经更新完成，喷射量还是按照工况变化之前计算的喷油加电时间执行，导致空燃比跟随性变差，瞬态响应性会变差，甚至有可能会出现失火的状况。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法，该发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法可以有效改善负荷突卸时空燃比过浓和瞬态响应性差的情况，本发明的第二个目的是提供一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置和系统。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法，包括步骤：

a、计算待喷射气缸的预设喷射参数；

b、计算各正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气所对应的剩余喷射参数；

c、将待喷射气缸的预设喷射参数与各正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数进行比较；

d、判断是否有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等，若有则将待喷射气缸的喷射参数归零，若无则待喷射气缸的喷射参数更新为步骤a中计算得出的预设喷射参数。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法中，所述步骤b中：

正在喷射天然气气缸的实际喷射参数与其已经喷射出的天然气所对应的喷射参数之间的差值为剩余喷射参数。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法中，喷射参数包括n个单位参数，所述剩余喷射参数包含的单位参数的个数与所述预设喷射参数包含的单位参数的个数相等则剩余喷射参数与预设喷射参数相等。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法中，所述单位参数为预设凸轴转动角度或预设加电时间段。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法中，所述喷射参数为喷射加电时间。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法中，所述步骤a之前，还包括步骤a0：判断是否发动机负荷突卸；所述发动机负荷突卸具体为发动机负荷在预设时间段内下降至预设百分比以下。

一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置，包括：

第一计算单元，用于计算待喷射气缸的预设喷射参数；

第二计算单元，用于计算各正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气所对应的剩余喷射参数；

比较单元，用于比较待喷射气缸的预设喷射参数与各正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数；

判断单元，用于获取所述比较单元的比较结果，并判断是否有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等；

控制单元，用于获取所述判断单元的判断结果，若判断结果显示是则将待喷射气缸的喷射参数归零，若判断结果显示无则待喷射气缸的喷射参数更新为第一计算单元计算得出的预设喷射参数。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置中，所述第二计算单元用于计算各正在喷射天然气气缸的实际喷射参数与其已经喷射出的天然气所对应的喷射参数之间的差值作为剩余喷射参数。

优选地，上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置中，喷射参数包括n个单位参数，所述剩余喷射参数包含的单位参数的个数与所述预设喷射参数包含的单位参数的个数相等则剩余喷射参数与预设喷射参数相等。

一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制系统，包括：

发动机的多个气缸；

控制器，所述控制器用于计算待喷射气缸的预设喷射参数，计算各正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气所对应的剩余喷射参数；比较待喷射气缸的预设喷射参数与各正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数；获取所述比较单元的比较结果，并判断是否有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等；若判断结果显示是则将待喷射气缸的喷射参数归零，若判断结果显示无则待喷射气缸的喷射参数更新为第一计算单元计算得出的预设喷射参数。

应用本发明提供的发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法、装置和系统时，每个气缸计算预设喷射参数时，都会统计正在喷射的气缸的剩余喷射参数，然后比较当前气缸需求的预设喷射参数与多个正在喷射的气缸的剩余喷射参数，如果存在正在喷射的气缸的剩余喷射参数与当前气缸需求的预设喷射参数相等，则当前气缸需求的喷射参数归零，否则当前气缸需求的预设喷射参数更新为其喷射参数。如此采用断喷射的方式，减小燃气量，让天然气喷射量更匹配当前的工况，可以有效改善空燃比过浓和瞬态响应性差的情况，同时提高空燃比控制精度。

另外，本发明提供的方案不需要加装任何设备，在现有发动机、整车配置的基础上便可提高空燃比控制精度，节约了成本，并且可靠性满足实际使用需求。

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明一种实施例提供的发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法的流程图；

图2为本发明另一种实施例提供的发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法的流程图；

图3为本发明一种实施例提供的发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置的示意图。

具体实施方式

本发明的第一个目的在于提供一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法，该发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法可以有效改善负荷突卸时空燃比过浓和瞬态响应性差的情况，本发明的第二个目的是提供一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置和系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法，包括步骤：

s1：计算待喷射气缸的预设喷射参数。

该步骤中可以具体为：当待喷射气缸的数量为多个时，则计算多个待喷射气缸中任一个待喷射气缸的预设喷射参数；当待喷射气缸的数量为一个时，则计算该待喷射气缸的预设喷射参数。喷射参数可以指示气缸喷射天然气的喷射量。

发动机的多个气缸为顺序喷射天然气，计算多个气缸的预设喷射参数时，也是按照顺序逐个计算多个气缸的预设喷射参数。

例如，发动机为六缸发动机，发动机突卸负荷时，2缸、1缸、6缸、5缸和4缸正在喷射，3缸为待喷射气缸，计算3缸的预设喷射参数。

s2、计算各正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气所对应的剩余喷射参数。

分别计算多个正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气量所对应的剩余喷射参数。正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气是指其预计喷射天然气总量与已经喷射的天然气量之间的差值，正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气是指该正在喷射天然气气缸还未喷射出的天然气量，该正在喷射天然气气缸的还未喷射出的天然气量会在该步骤s2后继续喷射，直至该正在喷射天然气气缸喷射出其预设天然气喷射量。

例如，发动机为六缸发动机，发动机突卸负荷时，2缸、1缸、6缸、5缸和4缸正在喷射，计算2缸、1缸、6缸、5缸和4缸的剩余喷射参数。

s3、将待喷射气缸的预设喷射参数与各正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数进行比较。

将步骤s1中计算得出的待喷射气缸的预设喷射参数分别与多个正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数进行比较。

例如，将计算得出的3缸的预设喷射参数分别与2缸、1缸、6缸、5缸和4缸的剩余喷射参数比较。

s4、判断是否有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等，若有进入步骤s51，若无进入步骤s52。

s51、将待喷射气缸的喷射参数归零。

当有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等时，待喷射气缸的喷射参数归零，该待喷射气缸停喷一次，待喷射气缸的需求用正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数满足。

该步骤中，与待喷射气缸的预设喷射参数相等的正在喷射天然气的气缸的喷射参数也归零。当有多个正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等时，则只需将其中一个正在喷射天然气的气缸的喷射参数归零即可。

s52、若无则待喷射气缸的喷射参数更新为步骤s1中计算得出的预设喷射参数。

当正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数均不相等时，待喷射气缸的喷射参数更新为步骤s1中计算得出的预设喷射参数，待喷射气缸下一次喷射按照其更新的喷射参数执行。

例如，4缸的剩余喷射参数与3缸的预设喷射参数相等，则将3缸的喷射参数归零，3缸停喷一次。若2缸、1缸、6缸、5缸和4缸的剩余喷射参数均不与3缸的预设喷射参数相等，则3缸喷射参数更新为步骤s1中计算得出的预设喷射参数，3缸下一次喷射按照其更新的喷射参数执行。

应用本发明提供的发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法时，每个气缸计算预设喷射参数时，都会统计正在喷射的气缸的剩余喷射参数，然后比较当前气缸需求的预设喷射参数与多个正在喷射的气缸的剩余喷射参数，如果存在正在喷射的气缸的剩余喷射参数与当前气缸需求的预设喷射参数相等，则当前气缸需求的喷射参数归零，否则当前气缸需求的预设喷射参数更新为其喷射参数。如此采用断喷射的方式，减小燃气量，让天然气喷射量更匹配当前的工况，可以有效改善空燃比过浓和瞬态响应性差的情况，同时提高空燃比控制精度。

另外，本发明提供的方法不需要加装任何设备，在现有发动机、整车配置的基础上便可提高空燃比控制精度，节约了成本，并且可靠性满足实际使用需求。

上述第一实施例中，在步骤s51和s52之后还包括重复步骤s1，以实现计算每个待喷射缸的预设喷射参数时均执行上述步骤。

上述实施例中，步骤s2中，正在喷射天然气气缸的实际喷射参数与其已经喷射出的天然气所对应的喷射参数之间的差值为剩余喷射参数。实际喷射参数用于指示正在喷射天然气气缸的预计喷射天然气总量，该预计喷射天然气总量为已经喷射的天然气量和未喷射的天然气量之和。剩余喷射参数用于指示正在喷射天然气气缸还未喷射出的天然气量。

在一具体实施例中，喷射参数包括n个单位参数，剩余喷射参数包含的单位参数的个数与预设喷射参数包含的单位参数的个数相等则剩余喷射参数与预设喷射参数相等。

进一步地，单位参数为预设凸轴转动角度或预设加电时间段。

例如，预设凸轴转动角度为凸轴转动120°，喷射参数包括n个单位参数是指凸轮转动n*120°。例如，3缸的喷射参数为2个凸轴转动120°，3缸从开始喷射天然气至停止喷射过程中凸轴转动240°，若3缸从凸轴位于0°时开始喷射，凸轴转动至240°时，3缸停止喷射天然气。如此根据凸轴的位置以控制气缸天然气阀的开闭即可，便于控制。

另一具体实施例中，例如预设加电时间段为2s，喷射参数包括n个单位参数是指加电时间为n*2s。例如，3缸的喷射参数为2个预设加电时间段，3缸的加电时间为2*2s＝4s。如此根据喷射时间控制气缸天然气阀的开闭即可，也便于控制。

当然，喷射参数也可以为喷射加电时间，如此也便于计算。

如图2所示，本发明第二实施例提供了另一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制方法，其在第一实施例的基础上增加了步骤s0，其余步骤均与第一实施例相同。

s0、判断是否发动机负荷突卸。

上述步骤s1-s52仅在发动机负荷突卸的情况下执行，因此可以检测发动机负荷是否突卸，以进入步骤s1-s52。

发动机负荷突卸具体为发动机负荷在预设时间段内下降至预设百分比以下。例如发动机负荷突卸具体为发动机负荷在5s内下降至50％以下，预设时间段和预设百分比可以根据实际情况自行设定。

该实施例中，在步骤s51和s52之后还包括重复步骤s0。

在一实际应用过程时，发动机为六缸发动机，发动机突卸负荷时，2缸、1缸、6缸、5缸和4缸正在喷射，3缸为待喷射气缸，计算3缸的需求的单位参数个数。计算2缸、1缸、6缸、5缸和4缸的剩余单位参数个数。将3缸的需求的单位参数个数分别与2缸、1缸、6缸、5缸和4缸的剩余单位参数个数比较。若4缸的剩余单位参数个数与3缸的需求的单位参数个数相等，则将3缸的喷射参数归零，3缸停喷一次。若2缸、1缸、6缸、5缸和4缸的剩余喷射参数均不与3缸的预设喷射参数相等，则3缸喷射参数更新为需求的单位参数个数，3缸下一次喷射按照其更新的喷射参数执行。

如图3所示，本发明还提供了一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置，包括第一计算单元、第二计算单元、比较单元、判断单元和控制单元。

其中，第一计算单元用于计算待喷射气缸的预设喷射参数。第二计算单元用于计算各正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气所对应的剩余喷射参数。

当待喷射气缸的数量为多个时，则第一计算单元计算多个待喷射气缸中任一个待喷射气缸的预设喷射参数；当待喷射气缸的数量为一个时，则第一计算单元计算该待喷射气缸的预设喷射参数。喷射参数可以指示气缸喷射天然气的喷射量。发动机的多个气缸为顺序喷射天然气，第一计算单元计算多个气缸的预设喷射参数时，也是按照顺序逐个计算多个气缸的预设喷射参数。

第二计算单元分别计算多个正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气量所对应的剩余喷射参数。正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气是指其预计喷射天然气总量与已经喷射的天然气量之间的差值，正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气是指该正在喷射天然气气缸还未喷射出的天然气量，该正在喷射天然气气缸的还未喷射出的天然气量会继续喷射，直至该正在喷射天然气气缸喷射出其预设天然气喷射量。

比较单元用于比较待喷射气缸的预设喷射参数与各正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数。判断单元用于获取所述比较单元的比较结果，并判断是否有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等。控制单元用于获取所述判断单元的判断结果，若判断结果显示是则将待喷射气缸的喷射参数归零，若判断结果显示无则待喷射气缸的喷射参数更新为第一计算单元计算得出的预设喷射参数。

将第一计算单元计算得出的待喷射气缸的预设喷射参数分别与第二计算单元计算得出的多个正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数进行比较。当判断单元得出有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等时，控制单元控制待喷射气缸的喷射参数归零，该待喷射气缸停喷一次，以使待喷射气缸的需求用正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数满足。当判断单元得出正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数均不相等时，控制待喷射气缸的喷射参数更新为第一计算单元计算得出的预设喷射参数，待喷射气缸下一次喷射按照其更新的喷射参数执行。

当判断单元得出有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等时，控制单元控制待喷射气缸的喷射参数归零，同时控制与待喷射气缸的预设喷射参数相等的正在喷射天然气的气缸的喷射参数归零。

在一具体实施例中，第二计算单元用于计算各正在喷射天然气气缸的实际喷射参数与其已经喷射出的天然气所对应的喷射参数之间的差值，该差值为剩余喷射参数。实际喷射参数用于指示正在喷射天然气气缸的预计喷射天然气总量，该预计喷射天然气总量为已经喷射的天然气量和未喷射的天然气量之和。剩余喷射参数用于指示正在喷射天然气气缸还未喷射出的天然气量。

在一具体实施例中，喷射参数包括n个单位参数，剩余喷射参数包含的单位参数的个数与预设喷射参数包含的单位参数的个数相等则剩余喷射参数与预设喷射参数相等。

进一步地，单位参数为预设凸轴转动角度或预设加电时间段。

例如，预设凸轴转动角度为凸轴转动120°，喷射参数包括n个单位参数是指凸轮转动n*120°。例如，3缸的喷射参数为2个凸轴转动120°，3缸从开始喷射天然气至停止喷射过程中凸轴转动240°，若3缸从凸轴位于0°时开始喷射，凸轴转动至240°时，3缸停止喷射天然气。如此根据凸轴的位置以控制气缸天然气阀的开闭即可，便于控制。

另一具体实施例中，例如预设加电时间段为2s，喷射参数包括n个单位参数是指加电时间为n*2s。例如，3缸的喷射参数为2个预设加电时间段，3缸的加电时间为2*2s＝4s。如此根据喷射时间控制气缸天然气阀的开闭即可，也便于控制。

当然，喷射参数也可以为喷射加电时间，如此也便于计算。

上述发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置还可以包括检测单元，检测单元用于判断发动机负荷是否突卸。

发动机负荷突卸具体为发动机负荷在预设时间段内下降至预设百分比以下。例如发动机负荷突卸具体为发动机负荷在5s内下降至50％以下，预设时间段和预设百分比可以根据实际情况自行设定。

本发明还提供了一种发动机突卸负荷时天然气喷射的控制系统，其包括发动机的多个气缸和控制器。

控制器用于计算待喷射气缸的预设喷射参数，计算各正在喷射天然气气缸的剩余喷射天然气所对应的剩余喷射参数；比较待喷射气缸的预设喷射参数与各正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数；获取所述比较单元的比较结果，并判断是否有正在喷射天然气的气缸的剩余喷射参数与待喷射气缸的预设喷射参数相等；若判断结果显示是则将待喷射气缸的喷射参数归零，若判断结果显示无则待喷射气缸的喷射参数更新为第一计算单元计算得出的预设喷射参数。

应用本发明提供的发动机突卸负荷时天然气喷射的控制装置和系统时，每个气缸计算预设喷射参数时，都会统计正在喷射的气缸的剩余喷射参数，然后比较当前气缸需求的预设喷射参数与多个正在喷射的气缸的剩余喷射参数，如果存在正在喷射的气缸的剩余喷射参数与当前气缸需求的预设喷射参数相等，则当前气缸需求的喷射参数归零，否则当前气缸需求的预设喷射参数更新为其喷射参数。如此采用断喷射的方式，减小燃气量，让天然气喷射量更匹配当前的工况，可以有效改善空燃比过浓和瞬态响应性差的情况，同时提高空燃比控制精度。另外，在现有发动机、整车配置的基础上便可提高空燃比控制精度，节约了成本，并且可靠性满足实际使用需求。

本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业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的专业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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。