汽油摻氫發動機的標定方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機標定方法領域，特別涉及一種汽油摻氫發動機的標定方法和裝置。
【背景技術】
[0002]由于氫氣具有淬熄距離短，火焰傳播速度快、排放特性好、擴散能力強等特點，因此，將氫氣與其他燃料按照一定比例混合而成的混合燃料作為發動機的燃料時，燃燒速度更高、燃料與空氣的混合氣更加均勻，并且能夠更加完全地燃燒。目前，已經出現氫氣-汽油雙燃料發動機，在此類發動機的啟動和怠速時，僅將氫作為發動機燃料；當進氣壓力增加時，保持向發動機加入氫燃料的質量不變，逐漸增加汽油的質量。上述氫氣-汽油雙燃料發動機在燃用氫氣-汽油雙燃料時，發動機的燃料消耗率可降低30%左右，并且當節氣門全開時發動機在整個進氣壓力范圍內都有較高的熱效率。
[0003]但是，現階段對氫氣-汽油雙燃料發動機進行的研究，只是通過簡單的試驗方法針對摻氫發動機的燃燒特性進行研究，以定性地分析氫氣對汽油發動機的影響，并沒有對汽油摻氫發動機進行過標定，從而使發動機難以達到最佳的動力性和經濟性。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。
[0005]為此,本發明的第一個目的在于提出一種汽油摻氫發動機的標定方法，該方法可以精確標定發動機的各工況(轉速、進氣壓力)條件下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角，從而改善發動機的動力性與經濟性。
[0006]本發明的第二個目的在于提出一種汽油摻氫發動機的標定裝置。
[0007]為達上述目的，根據本發明第一方面實施例提出了一種汽油摻氫發動機的標定方法，包括:a、獲取發動機的待標定轉速和待標定進氣壓力，并判斷所述待標定轉速所屬的轉速范圍山、如果所述待標定轉速屬于第一轉速范圍，則根據第一標定規則標定所述發動機在所述待標定轉速和所述待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角；c、如果所述待標定轉速屬于第二轉速范圍，則進一步判斷所述待標定進氣壓力所屬的壓力范圍；d、如果所述待標定進氣壓力屬于第一壓力范圍，則根據第一標定規則標定所述發動機在所述待標定轉速和所述待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角；以及e、如果所述待標定進氣壓力屬于第二壓力范圍，則根據第二標定規則標定所述發動機在所述待標定轉速和所述待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角。
[0008]根據本發明實施例的汽油摻氫發動機的標定方法，根據待標定轉速和待標定進氣壓力的所屬的不同轉速范圍和壓力范圍，采用不同的標定規則對發動機的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角進行標定，能夠同時保證使汽油摻氫發動機的動力性和經濟性，使其相對于同排量的汽油發動機的排放得到較大的改善，從而能夠滿足國家對機動車的排放要求，提升用戶體驗。
[0009]本發明第二方面實施例提供了一種汽油摻氫發動機的標定裝置，包括:獲取模塊，用于獲取發動機的待標定轉速和待標定進氣壓力；第一判斷模塊，用于判斷所述待標定轉速所屬的轉速范圍；第一標定模塊，用于當所述待標定轉速屬于第一轉速范圍時，根據第一標定規則標定所述發動機在所述待標定轉速和所述待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角；第二判斷模塊，用于當所述待標定轉速屬于第二轉速范圍時，進一步判斷所述待標定進氣壓力所屬的壓力范圍；以及第二標定模塊，用于當所述待標定進氣壓力屬于第二壓力范圍時，根據第二標定規則標定所述發動機在所述待標定轉速和所述待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角；所述第一標定模塊還用于當所述待標定進氣壓力屬于第一壓力范圍時，根據第一標定規則標定所述發動機在所述待標定轉速和所述待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角。
[0010]根據本發明實施例的汽油摻氫發動機的標定裝置，根據待標定轉速和待標定進氣壓力的所屬的不同轉速范圍和壓力范圍，采用不同的標定規則對發動機的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角進行標定，能夠同時保證使汽油摻氫發動機的動力性和經濟性，使其相對于同排量的汽油發動機的排放得到較大的改善，從而能夠滿足國家對機動車的排放要求，提升用戶體驗。
[0011]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0012]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0013]圖1為根據本發明一個實施例的汽油摻氫發動機的標定方法的流程圖；
[0014]圖2為根據本發明一個實施例的根據第一標定規則標定發動機在待標定轉速和待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角方法的流程圖；
[0015]圖3為根據本發明一個實施例的根據第二標定規則標定發動機在待標定轉速和待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角方法的流程圖；
[0016]圖4為根據本發明另一個實施例的汽油摻氫發動機的標定方法的流程圖；
[0017]圖5為根據本發明一個實施例的汽油摻氫發動機的控制系統示意圖；
[0018]圖6為根據本發明一個實施例的汽油摻氫發動機的標定裝置的結構示意圖；
[0019]圖7為根據本發明另一個實施例的汽油摻氫發動機的標定裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0021]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0022]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0023]下面參考附圖描述根據本發明實施例的汽油摻氫發動機的標定方法和標定裝置。
[0024]應當理解，在本發明的實施例中，發動機中氫氣的進入方式為自然吸氣式。
[0025]為使發動機達到最佳的動力性和經濟性，本發明提出一種汽油摻氫發動機的標定方法。圖1為根據本發明一個實施例的汽油摻氫發動機的標定方法的流程圖。
[0026]如圖1所示，根據本發明實施例的汽油摻氫發動機的標定方法，包括以下步驟:
[0027]SlOl，獲取發動機的待標定轉速和待標定進氣壓力。
[0028]S102，判斷待標定轉速所屬的轉速范圍。
[0029]在本發明的實施例中，可根據發動機在工作過程中以經濟性能為主和以動力性能為主來劃定轉速范圍。舉例來說，如果發動機的最高轉速為nmax，則發動機轉速η大于nmax*70%的轉速范圍為第一轉速范圍，發動機轉速η不大于nmax*70%時的轉速范圍為第二范圍。
[0030]S103,如果待標定轉速屬于第一轉速范圍，則根據第一標定規則標定發動機在待標定轉速和待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角。
[0031]在本發明的一個實施例中，如果待標定轉速η大于nmax*70%，可通過如圖2所示的方法根據第一標定規則標定發動機在待標定轉速和待標定進氣壓力下的噴氣脈寬、當量空燃比和點火提前角，具體地，包括以下步驟:
[0032]S201，獲取發動機在處于待標定轉速和待標定進氣壓力的工作狀態，且汽油未摻氫氣時的原始扭矩。
[0033]S202，在發動機處于待標定轉速和待標定進氣壓力的工作狀態中，調整發動機的噴氣脈寬，并獲取不同噴氣脈寬分別對應的多個當量空燃比。
[0034]其中，當量空燃比為實際空燃比與理論空燃比的比值。在本發明的實施例中，在發動機處于待標定轉速和待標定進氣壓力的工作狀態下，通過測功機使待標定轉速保持一定，通過調節節氣門開度使待標定進氣壓力保持一定，然后調整發動機的噴氣脈寬來進行標定。具體地，可首先根據待標定轉速獲取最大噴氣脈寬，然后按照預設步長從預設初始噴氣脈寬開始增大發動機的噴氣脈寬，直至噴氣脈寬達到最大噴氣脈寬。其中，預設初始噴氣脈寬和預設步長可由用戶或系統預先設定。
[0035]在本發明的一個實施例中，可根據待標定轉速下的半圈周期獲取最大噴氣脈寬Qmax。首先，可根據以下公式計算出待標定轉速下的半圈周期T:
[0036]T= (60/n/2)*1000，其中，η 為待標定轉速，
[0037]對半圈周期T向下取整得到最大噴氣脈寬Qmax。舉例來說，當n=1400rpm(revolut1ns perminute,每分鐘轉的圈數)時，半圈周期 T= (60/1400/2) *1000=21.4ms(毫秒，時間單位)，則最大噴氣脈寬Qmax=21ms。如果預設初始噴氣脈寬Q1為1ms，預設步長為0.5ms，則第二次噴氣脈寬Q2為1.5ms，第三次噴氣脈寬Q3為2ms，依此類推，直至最大噴氣脈寬Qmax。其中，可通過電控單元控制噴氣脈寬，按照預設步長進行變化。
[0038]在本發明的一個實施例中，對于每個噴氣脈寬，可通過電控單元控制當量空燃比變化，并在當量空燃比在變化過程中通過當量空燃比分析儀同步分析過量空氣系數，當過量空氣系數滿足預設要求時，記錄電控單元的當前的當量空燃比。舉例來說，當噴氣脈寬Q1為Ims時，通過電控單元控制當量空燃比，當空燃比分析儀顯示的過量空氣系數滿足預設要求，即過量空氣系數Iambda=I時,記錄當前的當量空燃比λ j ;當噴氣脈寬Q2為1.5ms時，通過電控單元控制當量空燃比，使空燃比分析儀顯示的過量空氣系數Iambda=I,即滿足預設要求，記錄當前的當量空燃比λ 2 ;當噴氣脈寬Q3為2ms時，通過電控單元控制當量空燃比，使空燃比分析儀顯示的過量空氣系數Iambda=I,即滿足預設要求，記錄當前的當量空燃比λ 3;依此類推，直至最大噴氣脈寬Qmax時，記錄當前的當量空燃比λ_。
[0039]S203,獲取與多個當量空燃比分別對應的多個最大扭矩的最小點火提前角ΜΒΤ，并記錄與多個MBT分別對應的發動機的多個扭矩和與多個扭矩分別對應的多個比油耗。
[0040]在本發明的實施例中，在當量空燃比標定的基礎上，通過電控單元控制點火提前角，使其接近最大扭矩的最小點火提前角ΜΒΤ，并記錄當前情況下的扭矩和比油耗。舉例來說，當量空燃比為X1時，通過電控單元控制點火提前角，使其接近最大扭矩的最小點火提前角MBT1，獲取當前的點火提前角S1，并記錄點火提前角S1時的扭矩N1和對應的比油耗bei ;當量空燃比為入2時，通過電控單元控制點火提前角，使其接近最大扭矩的最小點火提前角MBT2，獲取當前的點火提前角S2，并記錄點火