[发明专利]车用电控甲醇-柴油双燃料发动机燃料供给闭环控制方法

说明书

本发明公开了一种车用电控甲醇‑柴油双燃料发动机燃料供给闭环控制方法，根据经不同频率滤波处理的非共振型爆震传感器信号调整甲醇和柴油的喷射量，从而在保证最大甲醇使用率的前提下，避免爆震现象，提高甲醇‑柴油双燃料发动机使用经济性和可靠性。

技术领域

本发明属于车用发动机替代燃料应用领域，具体涉及一种基于爆震的闭环车用甲醇-柴油双燃料发动机燃料供给策略。

背景技术

由于柴油机碳烟排放量大，对大气环境造成了严重的危害，目前一种经济有效的解决方式是将柴油机改造成双燃料发动机。双燃料发动机是以活性不同的两种燃料耦合运行，低活性燃料(甲醇)以预混形式进入气缸，待活塞行至压缩上止点附近喷入高活性燃料(柴油)而实现共同燃烧，引入的低活性燃料可以有效降低发动机的碳烟排放，并且低活性燃料(甲醇)的价格要比高活性燃料(柴油)低，因此这种燃烧方式在降低排烟的同时，还可以有效降低柴油机的运营成本，因此具备很强的推广应用潜力。

为了提高甲醇-柴油双燃料发动机的使用经济性，一般的做法是尽可能增大甲醇对柴油的替代率，而过高的甲醇替代率，很容易造成双燃料发动机产生爆震，从而造成发动机的损坏。由于目前双燃料发动机燃料供给量的计算策略依然是沿用传统电控柴油机的以扭矩为目标，基于转速和油门踏板的开环控制方法，因此当发动机的实际运行状况不适合标定MAP中确定的最大甲醇替代率时，发动机很容易出现爆震，若使用较低甲醇替代率计算甲醇和柴油的喷射量，则不能提升发动机的使用经济性；因此对于双燃料发动机而言，亟需能够对甲醇替代率进行动态的闭环调整的控制策略。

对于甲醇-柴油双燃料发动机，针对不同负荷，适合采取不同的柴油喷射策略：在中低负荷，采取含有一次预喷射的双次喷射策略来减少发动机工作粗暴程度；高负荷下，适合采用单次喷射，减少污染物排放，这也是目前传统柴油机的喷射策略的选择。

目前国内车用电控双燃料发动机的相关专利主要集中在喷射器、燃料供给装置等硬件技术及电控系统整体设计领域，没有发现涉及到具体燃料供给策略的相关专利。此外，国内对于爆震的闭环控制技术相关专利集中在爆震信号的检测、爆震传感器结构方面，且主要应用在火花点燃式汽油机上，闭环的修正对象为点火提前角。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车用电控甲醇-柴油双燃料发动机燃料供给闭环控制方法，该方法通过判断双燃料发动机爆震的发生，调整甲醇替代率，从而提高替代燃料(甲醇)的使用率，减少发动机爆震的工作时间。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种车用电控甲醇-柴油双燃料发动机燃料供给闭环控制方法，该闭环控制方法包括以下步骤：

根据发动机机体在不同柴油喷射模式下的爆震特征频率对爆震发生进行判定，并根据甲醇和柴油的热值，同步调整甲醇和柴油的喷射量，使发动机甲醇替代率最大化并能够快速脱离爆震，所述爆震特征频率是指发生爆震时发动机机体振动能量密度增强的频率。

优选的，所述闭环控制方法具体包括以下步骤：

1)根据甲醇-柴油双燃料发动机当前转速和油门开度，确定发动机工况及柴油和甲醇的基础喷射量；

2)根据甲醇-柴油双燃料发动机当前的柴油喷射模式，对由设置在甲醇-柴油双燃料发动机机体上的非共振型爆震传感器检测的振动信号进行滤波处理，得到所述发动机在所述柴油喷射模式的爆震特征频率下的振动信号v；

3)将经过步骤2)处理后得到的振动信号v与采用同样滤波处理后得到的所述发动机在所述柴油喷射模式下发生爆震时的振动信号v_p进行比对；

4)若v大于v_p的最大值，则判定为爆震发生，在保持发动机工况稳定的情况下，通过减少甲醇喷射量，并增加柴油喷射量对对应的基础喷射量进行调整，以消除爆震；反之，则通过增加甲醇喷射量，并减少柴油喷射量对对应的基础喷射量进行调整，以提高甲醇替代率。