柴油-醇类双燃料发动机的控制方法和装置与流程

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种柴油-醇类双燃料发动机的控制方法和装置。

背景技术：

柴油-醇类双燃料发动机，指代在特定条件下可以按照一定配比同时使用柴油和另一种替代燃料(例如甲醇)进行混合燃烧的发动机。

柴油-醇类双燃料发动机在冷启动时由于醇类燃料较高的气化潜热会运行于单燃料模式，仅以柴油作为燃料，冷启动一段时间，发动机热负荷足够高后再适时控制发动机进入双燃料模式，通过气缸或进气道喷射两种燃料在缸内燃烧。

现有的控制方法是，利用温度传感器实时检测柴油-醇类双燃料发动机的冷却水温度，当传感器检测得到的冷却水温度高于一定阈值时，就控制发动机适时进入双燃料模式。然而，当发动机采用机油节温器以加速热车过程或对于钢活塞机型，由于热车冷却水的温度较低，温度传感器检测得到的冷却水的温度相对误差会较大，导致这种根据冷却水的温度传感器的读数确定发动机热负荷的方法准确度较低且不能方便地判断冷却水温度变化是否已受冷却水流量异常的影响。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术缺点，本申请提供一种柴油-醇类双燃料发动机的控制方法和装置，以提供一种更准确的双燃料模式切换控制方案。

本申请第一方明提供一种柴油-醇类双燃料发动机的控制方法，包括：

检测发动机的当前机油温度；

判断所述发动机的当前机油温度是否大于预设的机油温度阈值；

若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，控制所述发动机切换至双燃料工作模式。

可选的，所述发动机是柴油甲醇双燃料发动机；

所述控制所述发动机切换至双燃料工作模式，包括：

开启甲醇喷嘴，并且控制所述甲醇喷嘴向所述发动机喷射甲醇，使所述发动机燃烧柴油和甲醇混合燃料。

可选的，所述若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，控制所述发动机切换至双燃料工作模式，之前，还包括：

检测发动机的当前机油压力；

判断所述发动机的当前机油压力是否在设计范围内；

所述若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，控制所述发动机切换至双燃料工作模式，包括：

若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，且所述发动机的当前机油压力在所述设计范围内，控制所述发动机切换至双燃料工作模式。

本申请第二方面提供一种柴油-醇类双燃料发动机的控制装置，包括：

检测单元，用于检测发动机的当前机油温度；

判断单元，用于判断所述发动机的当前机油温度是否大于预设的机油温度阈值；

控制单元，用于若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，控制所述发动机切换至双燃料工作模式。

可选的，所述发动机是柴油甲醇双燃料发动机；

所述控制单元控制所述发动机切换至双燃料工作模式时，具体用于：

开启甲醇喷嘴，并且控制所述甲醇喷嘴向所述发动机喷射甲醇，使所述发动机燃烧柴油和甲醇混合燃料。

可选的，所述检测单元还用于：

检测发动机的当前机油压力；

所述判断单元还用于：

判断所述发动机的当前机油压力是否在设计范围内；

所述控制单元若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，控制所述发动机切换至双燃料工作模式时，具体用于：

若所述发动机的当前机油温度大于所述机油温度阈值，且所述发动机的当前机油压力在所述设计范围内，控制所述发动机切换至双燃料工作模式。

本申请提供一种柴油-醇类双燃料发动机控制方法和装置，以利用机油温度判断发动机的当前热负荷，若发动机的当前机油温度参数大于预设的机油温度阈值(机油温度阈值可来自试验或仿真分析)，控制发动机切换至双燃料工作模式。本方案通过检测柴油-醇类双燃料发动机的当前机油温度实现对发动机的控制，对于配置有机油节温控制措施的钢活塞机型，热车过程时发动机机油温度可高于冷却水温度，对应的检测机油温度的相对误差会小于检测冷却水温度的相对误差，因此，本申请所提供的方案相对于现有的控制方案可具有更高的准确度。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种柴油-醇类双燃料发动机的控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的机油温度和冷却水温度的关系曲线的示意图；

图3为本申请又一实施例的一种发动机的故障检测方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种柴油-醇类双燃料发动机的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

本申请第一个实施例提供一种发动机的控制方法的流程图，请参考图1，该方法包括以下步骤：

s101、检测发动机的当前机油温度。

可以理解的，本申请实施例可以在柴油-醇类双燃料发动机在柴油模式下启动后开始执行，通过实时检测发动机的当前机油温度，准确的选定热车时发动机从柴油模式切换至柴油-醇类双燃料模式的时刻。

前述发动机可以是任意一种双燃料发动机，例如，可以是柴油甲醇双燃料发动机。

结合本申请背景技术部分的说明，控制发动机从单燃料模式切换至双燃料模式，一般发生在发动机冷启动之后，发动机从冷态(冷态可以认为是，气缸以及其他发动机部件处于环境温度的状态)启动时，发动机的温度(泛指发动机的气缸以及其他主要部件的温度，也可以理解为发动机的热负荷)较低，若此时直接提供混合燃料，会存在燃烧不充分的问题，所以发动机冷启动后会先工作在单燃料模式，只烧燃油(如柴油或汽油)或燃气(如天然气)，待发动机的温度提高至一定程度后，再提供混合燃料，使发动机工作与双燃料模式。一般的，可以将允许燃烧混合燃料时的发动机的状态称为发动机的暖机状态。

综上所述，本申请任一实施例所提供的方法，均用于在发动机冷启动之后运行，从而提供一种控制发动机从单燃料模式切换至双燃料模式的方案。

步骤s101所述的发动机的当前机油温度是，流经发动机的所有活塞的活塞震荡油腔，并经过冷却和过滤之后的机油的温度。

s102、判断发动机的当前机油温度是否大于预设的机油温度阈值。

若发动机的当前机油温度大于预设的机油温度阈值，则执行步骤s103。

可选的，若判断结果为否，也就是发动机的当前机油温度小于或等于预设的机油温度阈值，可以直接返回执行步骤s101，再次检测发动机的当前机油温度，也可以等待一定的时间间隔后，再返回执行步骤s101。

换言之，在实际应用时，本申请任一实施例提供的方法可以按预设的检测间隔反复执行。在发动机冷启动后，用于执行本申请任一实施例所提供的控制方法的电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu，一般指代安装于各类汽车上，用于控制汽车的发动机以及其他设备的微机控制器)可以按检测间隔反复检测发动机的当前机油温度，每检测得到一次发动机的当前机油温度，通过执行本申请任一实施例所提供的方法的对应步骤判断是否控制发动机进入双燃料模式，并在满足条件的情况下控制发动机切换至双燃料工作模式。

可选的，上述机油温度阈值可以是75℃。

s103、控制发动机切换至双燃料工作模式。

具体的控制方法根据被控制的发动机的结构而有所不同。以柴油甲醇双燃料发动机为例，这类发动机一般在发动机的进气管，或者在发动机的各个气缸的进气道处或缸盖上设置有甲醇喷嘴，若需要控制发动机切换至双燃料工作模式，则ecu开启设置于上述位置的甲醇喷嘴，向发动机的进气管或各个气缸的进气道或缸内喷射甲醇，喷射的甲醇最终会和空气及喷入气缸的柴油混合构成空气、柴油和甲醇混合气体，并发生燃烧。此时的发动机的工作状态，就称为双燃料工作模式。

本实施例提供一种发动机控制方法，检测发动机的当前机油温度，判断发动机的当前机油温度是否大于预设的机油温度阈值；若发动机的当前机油温度大于机油温度阈值，控制发动机切换至双燃料工作模式。

本方案通过检测发动机的当前机油温度决定在什么条件下控制发动机切换至双燃料工作模式。对于配置有机油温度控制措施的发动机，机油温度一般高于冷却水温度，对应的检测机油温度的相对误差会小于检测冷却水温度的相对误差，因此，本申请所提供的方案相对于现有的控制方案具有更高的准确度。

例如，目前的一些柴油甲醇双燃料发动机中，气缸的活塞一般采用钢活塞，钢活塞的活塞震荡油腔距离气缸的燃烧室更近，因而流经活塞震荡油腔的机油，在发动机冷启动之后能够更快的提升至较高的温度，也就是说，应用了钢活塞发动机冷启动后，同一时刻冷却水的温度会低于机油温度。

而用于测量机油温度和冷却水温度的温度传感器，随着被测对象的温度的升高，其相对测量相对误差会对应的降低，也就是说，对于配置有机油温度控制措施的发动机(包括但不限于上述钢活塞发动机)，相对于冷却水温度传感器测量的冷却水温度，机油温度传感器测量得到的机油温度更接近于实际的机油温度，因此，根据传感器测量得到机油温度确定发动机的温度，进而控制发动机切换至双燃料工作模式，相对于现有的基于测量得到的冷却水温度执行的控制方案更准确。

上述实施例中的机油温度阈值，可以根据预先标定的冷却水温度和机油温度的对应关系确定。其中，冷却水温度和机油温度的对应关系，可以通过台架试验测量或仿真分析得到。

试验过程中，可以直接将台架上的发动机从冷态启动，然后每个一定时间读取一次发动机的机油温度和冷却水温度，直至发动机进入暖机状态为止，这样就可以得到一组试验数据。上述试验过程可以反复执行多次，从而采集多组试验数据，然后对采集的若干组试验数据进行处理以尽量消除其中冷却水温度传感器和机油温度传感器的相对误差，得到较为准确的一个机油温度和冷却水温度的对应关系表，例如，对于某型号的采用钢活塞和机油节温器的发动机进行试验并处理试验数据后，可以得到如图2所示的机油-冷却水温度关系曲线。

标定出上述机油-冷却水温度关系曲线后，确定现有技术中用于控制发动机切换至双燃料模式的冷却水温度阈值，然后就可以从关系曲线中查找出冷却水温度阈值对应的机油温度阈值。

结合前述三个实施例所提供的发动机控制方法，本申请第四个实施例还提供一种基于发动机的机油温度和机油压力的故障检测方法，用于结合前述控制发动机切换至双燃料工作模式的方法中检测得到的发动机当前机油温度，再参考发动机的当前机油压力，提供一种发动机故障检测方法，请参考图3，该方法包括以下步骤：

s301、检测发动机的当前机油压力。

s302、判断发动机的当前机油压力是否在设计范围内。

若发动机的当前机油压力在设计范围内，则执行步骤s303，反之，若发动机的当前机油压力不在设计范围内，则执行步骤s304。

其中，上述机油压力的设计范围可以通过台架试验预先标定得到。

进一步的，发动机的不同工况，机油压力会有不同的设计范围，通过台架试验可以标定的各工况机油压力的设计范围，执行步骤s302时，可以先确定发动机的当前工况，然后选择当前工况对应的设计范围执行步骤s302。

s303、确定发动机当前状态正常。

s304、确定发动机发生故障。

这里的发动机故障，具体是指，发动机当前的机油的流量异常。

确定发动机发生故障后，可以进一步采取预先设定的应对措施，例如，输出故障报警信息(包括但不限于，触发预设的报警铃声，点亮故障警示灯)，进一步采集其他发动机参数以定位故障等。

可选的，在执行图1对应的实施例提供的发动机的控制方法时，可以在判断出发动机的当前机油温度大于预设的机油温度阈值之后，执行本实施例提供的故障检测方法，以确定当前发动机的机油流量是否异常，若发现发动机当前的机油流量异常，则不执行后续控制发动机切换至双燃料模式的动作，反之，若根据当前机油压力确定出当前机油流量正常，并且发动机的当前机油温度大于预设的机油温度阈值，则控制控制发动机切换至双燃料模式。

结合本申请前述实施例所提供的发动机的控制方法，本申请又一实施例还提供一种发动机的控制装置，请参考图4，该装置包括以下单元：

检测单元401，用于检测发动机的当前机油温度。

判断单元402，用于判断发动机的当前机油温度是否大于预设的机油温度阈值。

控制单元403，用于若发动机的当前机油温度大于机油温度阈值，控制发动机切换至双燃料工作模式。

可选的，本实施例所提供的发动机的控制装置可以用于控制柴油甲醇双燃料发动机。

控制单元403控制发动机切换至双燃料工作模式时，具体用于：

开启甲醇喷嘴，并且控制甲醇喷嘴向发动机喷射甲醇，使发动机燃烧柴油和甲醇混合燃料。

可选的，检测单元401还用于：

检测发动机的当前机油压力。

判断单元402还用于：

判断发动机的当前机油压力是否在设计范围内。

控制单元403具体用于：

若若发动机的当前机油温度大于机油温度阈值，且发动机的当前机油压力在设计范围内，则控制发动机切换至双燃料工作模式。

本实施例所提供的发动机的控制装置的具体工作原理，可以参考本申请任一实施例所提供的发动机的控制方法，此处不再赘述。

本申请提供一种发动机控制装置，检测单元401检测发动机的当前机油温度，判断单元402判断发动机的当前机油温度是否大于预设的机油温度阈值；若发动机的当前机油温度大于机油温度阈值，控制单元403控制发动机切换至双燃料工作模式。本方案通过检测发动机的当前机油温度实现对发动机的控制，对于配置有机油温度控制措施的发动机，机油温度一般高于冷却水温度，对应的检测机油温度的相对误差会小于检测冷却水温度的相对误差，因此，本申请所提供的方案相对于现有的控制方案具有更高的准确度。

专业技术人员能够实现或使用本申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。