一种天然气发动机混合器监测方法与流程

1.本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种天然气发动机混合器监测方法。


背景技术：

2.在环境温度较低的地区，使用天然气发动机的车辆经常会出现混合器结冰问题，进而造成车辆无法正常起动。为了解决上述技术问题，部分用户会因不了解混合器的作用而私自拆除混合器。这样操作虽然能够解决混合器结冰的问题，但因空气、天然气以及egr废气混合不均匀，造成燃烧效果变差、气耗增加、催化器老化加快等诸多问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种天然气发动机混合器监测方法，能够确认天然气发动机的混合器是否被私自拆除，并在混合器被私自拆除时，强制对天然气发动机进行限扭，以防止后处理的催化器因混合器被拆除而加速老化，保证燃烧效果。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.本发明提供的天然气发动机混合器监测方法，包括以下步骤：
6.获取天然气发动机的实际转速，在天然气发动机的实际转速大于预设转速时，获取进气歧管内的实际压力及节气门出口的实际压力；
7.计算进气歧管内的实际压力与节气门出口的实际压力之间的实际压力差；
8.比较所述实际压力差与目标差值的大小，若所述实际压力差小于所述目标差值，则确认混合器被拆除，强制对天然气发动机进行限扭。
9.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，节气门的实际开度最大时，获取节气门进口的实际压力；
10.将节气门进口的实际压力作为节气门出口的实际压力。
11.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，所述目标差值按照以下步骤获取：
12.获取天然气发动机的实际转速和通过节气门进入进气混合器内的实际空气流量；
13.基于进气歧管内的压力与节气门出口的压力之间的压力差、天然气发动机的转速和通过节气门进入进气混合器内的空气流量之间的映射关系，将与天然气发动机的实际转速和通过节气门进入进气混合器内的实际空气流量对应的压力差，作为目标差值。
14.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，在确认所述实际压力差小于所述目标差值时，若所述实际压力差小于所述目标差值的持续时长大于预设时长，则确认混合器被拆除。
15.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，在确认混合器被拆除后且在强制对天然气发动机进行限扭之前，获取天然气发动机的实际排气温度；
16.在天然气发动机的实际排气温度大于目标温度时，强制对天然气发动机进行限扭。
17.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，所述目标温度按照以下步骤获取：
18.获取天然气发动机的实际转速和通过节气门进入进气混合器内的实际空气流量；
19.基于天然气发动机排气温度、天然气发动机的转速和通过节气门进入进气混合器内的空气流量之间的映射关系，将与天然气发动机的实际转速和通过节气门进入进气混合器内的实际空气流量对应的天然气发动机排气温度，作为目标温度。
20.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，在强制对天然气发动机进行限扭之前，判断天然气发动机的实际排气温度大于目标温度的持续时长是否达到目标时长；
21.在天然气发动机的实际排气温度大于目标温度的持续时长达到目标时长时，强制对天然气发动机进行限扭。
22.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，所述目标时长按照以下步骤获取：
23.基于天然气发动机排气温度大于目标温度的持续时长、天然气发动机排气温度之间的映射关系，将与天然气发动机的实际排气温度对应的持续时长，作为目标时长。
24.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，所述强制对天然气发动机进行限扭，包括：
25.获取天然气发动机的实际排气温度和天然气发动机的实际扭矩；
26.基于天然气发动机的排气温度与限扭系数之间的映射关系，获取与天然气发动机的实际排气温度对应的限扭系数；
27.强制限制天然气发动机的扭矩为目标扭矩，目标扭矩＝天然气发动机的实际扭矩
×
限扭系数。
28.作为上述的天然气发动机混合器监测方法的一种可选技术方案，获取节气门的实际开度和节气门进口的实际压力；
29.在节气门的实际开度未达到最大开度时，基于节气门出口的压力、节气门进口的压力和节气门开度之间的映射关系，将与节气门的实际开度和节气门进口的实际压力对应的节气门出口的压力，作为节气门出口的实际压力。
30.本发明的有益效果：安装有混合器的车辆，进气歧管内的实际压力与节气门出口的实际压力之间的实际压力差与表示正常情况下进气歧管与节气门出口之间节流损失的目标差值相差较大，而若混合器被拆除，则进气歧管内的实际压力与节气门出口的实际压力之间的实际压力差与目标差值相差较小。本发明提供的天然气发动机混合器监测方法，根据混合器的工作特性，利用节流损失，对进气歧管内的实际压力与节气门出口的实际压力之间的实际压力差与目标差值进行比较大小，在实际压力差小于目标差值时，确认混合器被拆除，并强制对天然气发动机进行限扭，以防止混合器被拆除后天然气发动机排气温度上升而加速后处理的催化器的老化。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明实施例的混合器与其他管路连接的结构简图；
33.图2是本发明实施例提供的天然气发动机混合器监测方法的主要流程图；
34.图3是本发明实施例提供的天然气发动机混合器监测方法的详细流程图。
35.图中：
36.1、空气管路；2、节气门；3、混合器；4、燃气管路；5、egr废气管路；6、进气歧管；7、第一压力传感器；8、第二压力传感器。
具体实施方式
37.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
38.对于使用天然气发动机的车辆而言，车辆上配设有混合器，如图1所示，混合器3具有空气进口、排气口、天然气进口和egr废气口，其中，空气进口连接空气管路1，排气口连接进气歧管6，天然气进口连接燃气管路4，egr废气口连接有egr废气管路5，空气管路1内设有节气门2，节气门2的进口设有第一压力传感器7，用于检测节气门2进口的压力；进气歧管6内设有第二压力传感器8，用于检测进气歧管6内的压力。
39.由于混合器3存在结冰问题，为了防止混合器3结冰，部分用户会私自拆除混合器3，但这样操作会造成燃烧效果变差、气耗增加、后处理的催化器老化加快等诸多问题。为此，本实施例提供了一种天然气发动机混合器监测方法，以确认天然气发动机的混合器3是否被私自拆除，并在混合器3被私自拆除时，强制对天然气发动机进行限扭，以防止后处理的催化器因混合器3被拆除而加速老化，保证燃烧效果。
40.由于安装有混合器3的车辆，进气歧管6内的实际压力与节气门2出口的实际压力之间的实际压力差与表示正常情况下进气歧管6与节气门2出口之间节流损失的目标差值相差较大，而若混合器3被拆除，则进气歧管6内的实际压力与节气门2出口的实际压力之间的实际压力差与目标差值相差较小。
41.节气门2的实际开度达到最大开度时，节气门2进口的压力和进气出口的压力基本相等，混合器3对egr废气和天然气具有节流作用，使节气门2出口的压力比进气歧管6内的压力大，以防止混合气体内的气体倒流。在拆除混合器3后，egr废气和燃气的压力损失减小，节气门2出口的压力和进气歧管6内的压力之间的压力差变小。因此，如图2所示，本实施例通过对进气歧管6内的实际压力与节气门2出口的实际压力之间的实际压力差与目标差值进行比较大小，在进气歧管6内的实际压力与节气门2出口的实际压力之间的实际压力差小于目标差值时，则确认混合器3被拆除，并强制对天然气发动机进行限扭，以降低天然气发动机的排气温度。
42.图3是本实施例提供的天然气发动机混合器监测方法的详细流程图，下面结合图3对该诊断方法进行详细介绍。
43.s1、发动机上电起动。
44.s2、判断发动机的实际转速是否大于预设转速，若否，则继续判断发动机的实际转速是否大于预设转速，若是，则执行s3。
45.发动机负荷较小时，发动机的转速和扭矩较小，所需的egr废气量和燃料电较少，此时混合器3的压力损失较小，不利于根据进气歧管6内的实际压力与节气门2出口的实际压力之间的实际压力差和目标差值进行比较大小，以确定混合器3是否被拆除，该种情况下进行混合器3监测误判的风险较大。优选地，预设转速大于等于1000r/min。
46.s3、判断节气门的实际开度是否达到最大开度，若是，则执行s4，若否，则返回s2。
47.由于天然气发动机只在节气门2的进口安装了第一压力传感器7，并未在节气门2的出口安装压力传感器，而在节气门2的实际开度达到最大开度时，节气门2不起节流作用，节气门2进口的压力和节气门2出口的压力基本相等，为了获取节气门2出口的实际压力，可以在节气门2的实际开度达到最大开度时，利用节气门2进口的实际压力作为节气门2出口的实际压力，无需对天然气发动机的结构进行任何变动。
48.于其他实施例中，还可以在节气门2的实际开度未达到最大开度时，通过节气门2进口的压力、节气门2出口的压力和节气门2的开度之间的关系，建立节气门2出口的压力、节气门2进口的压力和节气门2开度之间的映射关系，如map图，基于该映射关系，将与节气门2的实际开度和节气门2进口的实际压力对应的节气门2出口的压力，作为节气门2出口的实际压力。但相比本实施例在节气门2的实际开度达到最大开度时，将节气门2进口的实际压力直接作为节气门2出口的实际压力而言，误差相对较大。
49.s4、判断实际压力差是否小于目标差值，若是，则执行s5，若否，则返回s2。
50.由于节气门2的实际开度达到最大开度时，节气门2出口的压力和进气歧管6内的压力之间的实际压力差会随着天然气发动机的转速和扭矩的不同而发生变化，天然气发动机的扭矩会直接影响通过节气门2进入混合器3内的空气流量。为此，本实施例基于进气歧管6内的压力与节气门2出口的压力之间的压力差、天然气发动机的转速和通过节气门2进入混合器3内的空气流量之间的映射关系，如map图或数据表格等，将与天然气发动机的实际转速和通过节气门2进入混合器3内的空气流量对应的压力差，作为目标差值。
51.由于通过节气门2进入混合器3内的空气流量不便于测量，油门踏板的实际开度直接影响发动机的扭矩，天然气发动机的扭矩直接影响通过节气门2进入混合器3内的空气流量，因此，获取油门踏板的实际开度，基于油门踏板的开度和天然气发动机的扭矩之间的映射关系，获取与油门踏板的实际开度对应的天然气发动机的扭矩；基于天然气发动机的扭矩和通过节气门2进入混合器3内的空气流量之间的映射关系，获取与天然气发动机的扭矩对应的通过节气门2进入混合器3内的空气流量。
52.s5、判断实际压力差小于目标差值的持续时长是否大于预设时长；若是，则混合器被拆除，报出混合器被拆除的故障提示，并执行s6；若否，则返回s2。
53.在实际压力差小于目标差值时，为了防止误报，本实施例计算实际压力差小于目标差值的持续时长，在该持续时长大于预设时长时，确认混合器3被拆除。一旦混合器3被拆除，则报出混合器3被拆除的故障提示。
54.s6、判断天然气发动机的实际排气温度是否大于目标温度，若是，则执行s7，若否，则返回s2。
55.s7、判断天然气发动机的实际排气温度大于目标温度的持续时长是否达到目标时
长，若是，则强制对天然气发动机进行限扭，若否，则不对天然气发动机进行限扭。
56.在混合器3被拆除后，空气、天然气以及egr废气三者会混合不均匀，混合气体进入气缸内后，燃烧效果较差，存在轻微的爆震和失火问题，但由于车辆控制策略中存在爆震和失火修正策略，若爆震和失火修正策略不能达到相应的效果，则会造成发动机排气温度存在不同程度的升高，加速催化剂老化，影响排放。因此，在天然气发动机的实际排气温度大于目标温度时，强制对天然气发动机进行限扭，以保证燃烧效果，避免发生爆震和失火问题。
57.为了防止误判，在强制对天然气发动机进行限扭之前，判断天然气发动机的实际排气温度大于目标温度的持续时长是否达到目标时长，在天然气发动机的实际排气温度大于目标温度的持续时长达到目标时长时，强制对天然气发动机进行限扭。
58.因天然气发动机排气温度和通过节气门2进入进气混合器3内的空气流量有直接关系，因此，提前建立天然气发动机排气温度、天然气发动机的转速和通过节气门2进入进气混合器3内的空气流量之间的映射关系，如map图或数据表格等，基于该映射关系，将与天然气发动机的实际转速和通过节气门2进入进气混合器3内的实际空气流量对应的天然气发动机排气温度，作为目标温度。
59.考虑到催化剂对不同温度的耐性，因此，提前建立天然气发动机排气温度大于目标温度的持续时长、天然气发动机排气温度之间的映射关系，如map图或数据表格等，将与天然气发动机的实际排气温度对应的天然气发动机排气温度大于目标温度的持续时长，作为目标时长。
60.在天然气发动机的实际排气温度大于目标温度的持续时长达到目标时长时，强制对天然气发动机进行限扭的方法，包括以下步骤：
61.获取天然气发动机的实际排气温度和天然气发动机的实际扭矩；基于天然气发动机的排气温度与限扭系数之间的映射关系，获取与天然气发动机的实际排气温度对应的限扭系数；强制限制天然气发动机的扭矩为目标扭矩，目标扭矩＝天然气发动机的实际扭矩
×
限扭系数。需要说明的是，限扭系数大于0且小于1。
62.需要说明的是，本实施例中的天然气发动机的排气温度指的是天然气发动机排气管内的温度。
63.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
64.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
65.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。