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CN107975432B - 一种双燃料发动机及其控制方法 - Google Patents

一种双燃料发动机及其控制方法 Download PDF

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CN107975432B CN201710985731.XA CN201710985731A CN107975432B CN 107975432 B CN107975432 B CN 107975432B CN 201710985731 A CN201710985731 A CN 201710985731A CN 107975432 B CN107975432 B CN 107975432B
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Abstract

本发明公开了一种双燃料发动机及其控制方法，包括点火装置和节气门装置，二者均与所述发动机ECU连接；点火装置的火花塞安装在所述发动机的气缸盖上；节气门装置安装在所述发动机的的进气总管上；还公开了双燃料发动机的控制方法；本公开解决现有双燃料发动机无法在小负荷工况下燃用点燃式燃料的问题，实现双燃料发动机在小负荷工况下点燃式燃料对压燃式燃料的全替代(替代率100％)，提升现有双燃料发动机在小负荷工况下的经济性和排放性，充分发挥双燃料发动机的性能优势。

Description

一种双燃料发动机及其控制方法
技术领域
本发明属于发动机技术、控制方法领域，涉及一种双燃料发动机及其控制方法。
背景技术
由于理化性能的差异，点燃式燃料在压燃式发动机上的应用方式主要有乳化法、助燃法、直接压燃法、双燃料法。其中，双燃料法是指在发动机工作过程中，通过进气系统或供油系统向压燃式发动机气缸内输入部分点燃式燃料，在气缸内形成部分预混可燃混合气，然后在压缩上止点附近向气缸内喷入少量的压燃式燃料，通过将压燃式燃料压燃，进而引燃点燃式燃料与空气形成的预混可燃混合气，实现发动机同时燃用点燃式燃料和压燃式燃料。采用双燃料法将某些点燃式燃料(如天然气、甲醇等)应用在压燃式发动机上不仅有助于提高原有压燃式发动机的有效热效率、降低折合当量有效燃油消耗率，而且有助于降低原有压燃式发动机的尾气排放。因此，将部分点燃式燃料(如天然气、甲醇等)采用双燃料法应用到压燃式发动机上，对缓解传统压燃式燃料-柴油供应短缺带来的能源安全问题和改善原有压燃式发动机尾气排放带来的环境问题具有重要的理论意义和现实价值。
由于双燃料法的诸多优势，国内外众多科研机构和高等院校均投入大量的人力物力，开展相关研究，取得了一系列的技术成果，但也发现一些突出问题，至今尚未解决。天津大学姚春德、西安交通大学刘圣华、长安大学张春化和刘生全等人研究发现，在小负荷工况下，喷入点燃式燃料(替代率较小时)会造成燃烧滞后，燃烧温度降低，燃烧循环变动变大，经济性恶化，同时伴随较高的CO和HC排放；并且如果继续增大点燃式燃料供给量(增大点燃式燃料替代率)或减小发动机工作负荷，此时起引燃作用的压燃式燃料量过小，大量点燃式燃料汽化对新鲜充量的冷却作用明显，加上点燃式燃料对压燃式燃料着火的抑制作用明显，易造成发动机失火，导致发动机无法工作。
由于在小负荷工况下双燃料发动机采用点燃式燃料和压燃式燃料双燃料运行时性能差，目前实际应用中双燃料发动机主要是在中、大负荷工况下采用点燃式燃料和压燃式燃料双燃料运行，造成点燃式燃料(如天然气、甲醇等)对压燃式燃料的替代率相对较低。因此，迫切需要开发一种新型双燃料发动机与其系统控制方法，使双燃料发动机能在小负荷工况下燃用点燃式燃料，实现点燃式燃料对压燃式燃料替代率的大幅度提升，并充分发挥双燃料发动机的性能优势。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种双燃料发动机及其控制方法，解决现有双燃料发动机无法在小负荷工况下燃用点燃式燃料的问题，实现双燃料发动机在小负荷工况下点燃式燃料对压燃式燃料的全替代(替代率100％)，提升现有双燃料发动机在小负荷工况下的经济性和排放性，充分发挥双燃料发动机的性能优势。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双燃料发动机的控制方法，包括以下步骤：
(一)双燃料发动机处于冷启动、暖机或者怠速的工况下
(1)节气门的开度保持全关；
(2)压燃式燃料喷油器停止工作；
(3)根据冷起动、暖机和怠速工况下混合气过量空气系数λ的要求值确定点燃式燃料的喷射量；
(4)在活塞运动到压缩上止点前5° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(5)节气门位置传感器测得节气门的开度信号，发动机ECU根据节气门的开度信号对节气门开度ψ进行闭环修正，使双燃料发动机的节气门在冷启动、暖机和怠速工况下处于完全关闭状态；
发动机ECU根据发动机的排气管中的氧气含量对点燃式燃料喷油器的喷油脉宽进行闭环修正，使混合气过量空气系数λ的值始终为冷起动、暖机和怠速工况下混合气过量空气系数λ的要求值。
(二)双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下
(1)油门开度Φ由0％增加到30％；
(2)发动机ECU按照节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系式，调整节气门的开度ψ；根据小负荷情况下混合气过量空气系数λ的要求值，确定喷射点燃式燃料的量；压燃式燃料喷油器停止工作；
(3)在活塞运动到压缩上止点前10° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(4)节气门位置传感器测得节气门的开度信号，发动机ECU根据节气门的开度信号，对节气门开度ψ进行闭环修正，使节气门的开度符合节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系式；
发动机ECU根据氧气含量对点燃式燃料喷油器的喷油脉宽进行闭环修正，使混合气过量空气系数λ为小负荷情况下混合气过量空气系数λ的要求值。
(三)双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下
(1)油门开度Φ由30％增加到100％；
(2)确定发动机转速n；
(3)节气门开度ψ迅速调整到全开；
(4)火花塞停止跳火；
(5)确定在当前油门开度Φ和发动机转速n下，混合器过量空气系数λ的值和替代率L的值，根据混合器过量空气系数λ的值和替代率L的值，确定点燃式燃料的喷油量和压燃式燃料的喷油量；
(6)发动机ECU对压燃式燃料喷油器和点燃式燃料喷油器的喷油脉宽进行闭环修正。
可选地，所述的对压燃式燃料喷油器和点燃式燃料喷油器的喷油脉宽进行闭环修正，具体包括以下过程：
检测发动机排气管中的氧气浓度，发动机ECU将检测到的氧气浓度与目标范围进行比较，如果排气管中的氧气浓度低于目标范围的最小值时，发动机ECU发出控制指令，同时减少压燃式燃料喷油器和点燃式燃料喷油器的喷油脉宽；
如果排气管中的氧气浓度高于目标范围的最大值时，发动机ECU发出控制指令，同时增大压燃式燃料喷油器和点燃式燃料喷油器的喷油脉宽；
如果排气管中的氧气浓度处于目标范围内时，则对压燃式燃料喷油器和点燃式燃料喷油器的喷油脉宽进行调整，具体过程为：若检测到爆震信号，发动机ECU发出控制指令，减少点燃式燃料喷油器的喷油脉宽并相应增大压燃式燃料喷油器的喷油脉宽，并维持过量空气系数λ保持不变；若未检测到爆震信号，发动机ECU发出控制指令，增大点燃式燃料喷油器的喷油脉宽并减小压燃式燃料喷油器的喷油脉宽，并维持过量空气系数λ保持不变。
本公开还提供了一种双燃料发动机，，所述的双燃料发动机还包括点火装置和节气门装置，二者均与所述发动机ECU连接；点火装置的火花塞安装在所述发动机的气缸盖上；节气门装置安装在所述发动机的进气总管上；
所述的点火装置，在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，点火装置的火花塞在活塞运动到压缩上止点前5° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；在双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下，火花塞在活塞运动到压缩上止点前10° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下，火花塞停止跳火；
所述的节气门装置，在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，保持全关；在双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下，节气门开度ψ随油门开度Φ变化；在双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下，节气门开度ψ全开。
可选地，所述的节气门装置包括节气门和节气门位置传感器，节气门为圆形结构，当节气门的轴线与所述的进气总管的轴线一致时，节气门的边缘与所述的进气总管之间留有空隙。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明在传统双燃料发动机上安装点火系统，使发动机在冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下能以点燃着火的方式进行工作，解决了传统双燃料发动机小负荷工况无法正常燃用点燃式燃料的弊端。
2、在冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下，通过调整节气门的开度，能有效控制缸内混合气实际工作下的相对压缩比，防止点燃式燃料混合气燃烧过程中发生爆震现象。
3、双燃料发动机控制各工况下混合气的过量空气系数，在冷起动、暖机和怠速工况下采用浓混合气，便于发动机冷起动、暖机和怠速；在小负荷工况下燃用经济混合气，提高双燃料发动机燃用点燃式燃料的经济性；在中、大负荷工况下燃用稀混合气，提高双燃料发动机混合气燃烧质量，获得良好的经济性并降低尾气排放。
4、双燃料发动机负荷调节方式：小负荷工况下采用量调节(通过调整混合气的量来调整负荷的大小)，大负荷工况下采用质调节(通过调整做功工质的量来调整负荷的大小，即通过调整混合气浓度来调整负荷的大小)。
5、本发明对传统双燃料发动机ECU控制策略进行更新，实现冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下单一燃用点燃式燃料，中、大负荷工况下同时燃用点燃式燃料和压燃式燃料。
附图说明
图1是点燃式燃料缸内喷射的双燃料发动机的结构原理图；
图2是点燃式燃料进气道喷射的双燃料发动机的结构原理图；
图3是双燃料发动机节气门开度随油门开度变化曲线图；
图4是双燃料发动机混合气浓度随工况变化曲线图；
图5是点燃式燃料替代率随工况变化曲线图；
附图标记说明：1消音器；2还原催化转化器；3氧化催化转化器；4氧传感器；5排气门；6压燃式燃料供给油路；7压燃式燃料喷油器；8火花塞；9进气门；10点燃式燃料喷油器；11节气门；12节气门位置传感器；13空气滤清器；14发动机ECU；15发动机气缸壁；16发动机活塞；17油门；18油门位置传感器；19爆震传感器；20转速传感器。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的方案作进一步详细地解释和说明。
具体实施方式
本公开提供一种双燃料发动机的控制方法，其实现冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下以点燃着火的方式进行工作，而中、大负荷工况下以压燃着火的方式进行工作，具体包括以下：
(一)、双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下
(1)发动机ECU14控制节气门11的开度保持全关，此时仍有空气进入；
(2)发动机ECU14控制压燃式燃料喷油器7停止工作；
(3)发动机ECU14控制点燃式燃料喷油器10按冷起动、暖机和怠速工况下混合气浓度要求，即过量空气系数λ＜1，确定喷射点燃式燃料的量，本实施例中，过量空气系数λ＝0.85；混合气浓度要求参见图4，过量空气系数λ＝实际供给的空气量/燃料完全燃烧需要的空气量；
其中，根据过量空气系数λ，确定喷射点燃式燃料的量，其具体过程为：在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，由节气门进入发动机内部的空气量已知，根据过量空气系数λ可知燃料完全燃烧需要的空气量，根据燃料完全燃烧需要的空气量与喷射点燃式燃料的量的对应关系，即可确定出喷射点燃式燃料的量；
(4)发动机ECU14控制点火装置的火花塞8在活塞运动到压缩上止点前5° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(5)节气门位置传感器12测得节气门11的开度信号，发动机ECU14根据节气门11的开度信号对节气门开度ψ进行闭环修正，使节气门11在冷启动、暖机和怠速工况下处于完全关闭状态；
氧传感器4测得发动机的排气管中的氧气含量，发动机ECU14根据氧气含量对对点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行闭环修正，使双燃料发动机在冷启动、暖机和怠速工况下混合气过量空气系数λ控制在0.85。具体来说，氧传感器4测得排气管中的氧气含量，当测得的氧气含量大于λ＝0.85对应的阈值时，发动机ECU14控制点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽增大，当测得的氧气含量小于λ＝0.85对应的阈值时，发动机ECU14控制点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽减小。
(二)、双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下
(1)踩下加速踏板，油门开度Φ由0％增加到30％；
(2)发动机ECU14按照节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系，如图3所示，调整节气门11的开度ψ(0-45％)；在本实施例中，在小负荷的情况下，图3中的直线的斜率k＝1.5；同时，发动机ECU14按小负荷工况下混合气浓度要求，混合气过量空气系数λ＝1.05～1.15，本实施例中，混合气过量空气系数λ＝1.10，确定喷射点燃式燃料的量，调整点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽，此时压燃式燃料喷油器7在发动机ECU14的控制下仍停止工作；
(3)发动机ECU14控制火花塞8在活塞运动到压缩上止点前10° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(4)节气门位置传感器12测得节气门11的开度信号，发动机ECU14根据节气门11的开度信号，对节气门开度ψ进行闭环修正，使节气门11保持在根据图3得到的节气门的开度大小；
氧传感器4测得排气管中的氧气含量，发动机ECU14根据氧气含量对点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行闭环修正，使双燃料发动机在小负荷工况下混合气过量空气系数控制在1.10。具体来说，氧传感器4测得排气管中的氧气含量，当测得的氧气含量大于λ＝1.10对应的阈值时，发动机ECU14控制点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽增大，当测得的氧气含量小于λ＝1.10对应的阈值时，发动机ECU14控制点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽减小。
(三)、双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下
(1)踩下加速踏板，油门开度Φ由30％增加到100％；
(2)发动机ECU14对油门位置传感器18获取的油门开度信号和转速传感器20获取的转速信号进行分析处理，确定油门开度Φ(30％-100％)和发动机转速n；
(3)发动机ECU14控制节气门开度ψ迅速调整到全开；
(4)发动机ECU14控制火花塞8停止跳火；
(5)发动机ECU14根据混合气浓度随工况变化曲线图(图4)，确定在当前油门开度Φ(30％-100％)和发动机转速n下，混合器过量空气系数λ的值，根据过量空气系数λ确定两种燃料的总量；在确定两种燃料的总量的情况下，再根据替代率随工况变化曲线图(图5)，求点燃式燃料喷油器10的喷油量和压燃式燃料喷油器7的喷油量，并按照求出的喷油量调整点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽和压燃式燃料喷油器7的喷油脉宽；
其中，替代率
注：mD-点燃式燃料质量消耗率
HμD-点燃式燃料低热值
mY-压燃式燃料质量消耗率
HμY-压燃式燃料低热值
其中，HμD-点燃式燃料低热值和HμY-压燃式燃料低热值为常数，在已知两种燃料的总量的情况下，根据上述公式即可求得点燃式燃料质量消耗率mD和压燃式燃料质量消耗率mY。
在本实施例中，图4表示的曲线方程，当转速n＝1550r/min时，过量空气系数与油门开度之间的对应关系如下：
当n＝1850r/min时，过量空气系数与油门开度之间的对应关系如下：
其中，y为过量空气系数；x为油门开度
图5表示的曲线方程，当n＝1550r/min时，替代率与油门开度之间的对应关系如下：
当n＝1850r/min时，替代率与油门开度之间的对应关系如下：
其中，z为替代率；x为油门开度。
(6)发动机ECU14根据氧传感器4和爆震传感器19反馈信号，对压燃式燃料喷油器7和点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行闭环修正，进而实现发动机负荷的精准调整。具体过程为：
氧传感器4检测到发动机排气管中的氧气浓度，并将检测结果反馈给发动机ECU14。发动机ECU14将检测结果与目标范围进行比较，如果排气管中的氧气浓度低于目标范围的最小值时，发动机ECU14发出控制指令，同时减少压燃式燃料喷油器7和点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽；
如果排气管中的氧气浓度高于目标范围的最大值时，发动机ECU14发出控制指令，同时增大压燃式燃料喷油器7和点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽；
如果排气管中的氧气浓度处于目标范围内时，则根据爆震传感器19反馈信号对压燃式燃料喷油器7和点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行调整，如果爆震传感器19检测到爆震信号，发动机ECU14发出控制指令，减少点燃式燃料喷油器10喷油脉宽并相应增大压燃式燃料喷油器7的喷油脉宽，并维持过量空气系数λ保持不变；如果爆震传感器19未检测到爆震信号，发动机ECU14发出控制指令，增大点燃式燃料喷油器10喷油脉宽并减小压燃式燃料喷油器7的喷油脉宽，并维持过量空气系数λ保持不变。
(四)、双燃料发动机负荷减小过程
负荷减小过程中，按照原负荷增大过程的控制路线逆向返回怠速状态或停机。
本发明对双燃料发动机各工况下混合气浓度进行控制，在冷起动、暖机和怠速工况下采用浓混合气(过量空气系数λ＝0.85)，使发动机冷起动容易、暖机加速和怠速平稳；在小负荷工况下燃用经济混合气(过量空气系数λ＝1.10)，提高双燃料发动机燃用点燃式燃料的经济性；在中、大负荷工况下燃用稀混合气，提高双燃料发动机混合气燃烧质量，获得良好的经济性并降低尾气排放。
双燃料发动机结合自身尾气排放污染物的特点，同时采用氧化催化转化器和还原催化转化器，能较好的降低尾气中的炭烟、NOx、CO和HC。
本发明控制双燃料发动机小负荷工况下采用量调节，解决点燃式燃料着火界限窄的弊端。使点燃式燃料在整个小负荷工作范围下都能保证良好的使用性能。
本发明实现双燃料发动机冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下，点燃式燃料对压燃式燃料的全替代(替代率100％)，这将大幅度提高双燃料发动机点燃式燃料(如天然气、甲醇等)对压燃式燃料的替代率，从而进一步缓解我国传统压燃式燃料-柴油供应紧缺的问题。同时，在较高的相对压缩比下燃用点燃式燃料，有利于充分发挥部分点燃式燃料(如天然气、甲醇等)辛烷值高的特点，提高新型双燃料发动机的动力性、经济性和排放性，这不仅有助于进一步降低油耗、改善能源安全问题，而且有助于降低污染物排放，提高燃料的环保使用性。
本公开的另一个方面提供了一种双燃料发动机，参见图1和图2，包括点火装置和节气门装置，点火装置的火花塞8安装在双燃料发动机的气缸盖上，并在发动机ECU14控制下进行工作；节气门装置安装在进气总管上，节气门装置连接发动机ECU14；节气门装置包括节气门11和节气门位置传感器12。
本公开在传统双燃料发动机上安装点火系统，使发动机在冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下能以点燃着火的方式进行工作，解决了传统双燃料发动机小负荷工况无法燃用点燃式燃料的弊端。在冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下，所述的节气门位置传感器12能够采集节气门11的开度信息，并将此信息传送到发动机ECU14，发动机ECU14根据节气门11的开度信息对节气门11的开度进行调整，通过调整节气门11的开度，能有效控制缸内混合气实际工作状态下的相对压缩比，防止点燃式燃料混合气燃烧过程中发生爆震现象。
在本实施例中，点燃式燃料可采用进气道喷射，也可以采用缸内直喷。双燃料发动机上还安装有氧传感器4、转速传感器20和爆震传感器19，其中，氧传感器4安装在排气管上，转速传感器20安装在曲轴的末端，爆震传感器19安装在双燃料发动机的机体上。
在本实施例中，所述节气门11为圆形结构，当节气门11的轴线与所述的进气总管的轴线一致时，节气门11的边缘与所述的进气总管之间留有空隙，保证在节气门11处于全关状态时，仍然有空气由进气总管进入到发动机的气缸内。发动机是通过可燃物燃烧，再将燃烧释放的热能转变成机械能，从而对外界做功。可燃物燃烧必须有氧气(空气)。冷启动、暖机和怠速工况下，节气门全关(即节气门开度最小)，为了保证这些工况下发动机能够正常运转，必须有空气进气气缸，否则无法燃烧。
所述的点火装置，在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，点火装置的火花塞8在活塞运动到压缩上止点前5° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；在双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下，火花塞8在活塞运动到压缩上止点前10° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下，火花塞8停止跳火。
所述的节气门装置，在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，保持全关；在双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下，节气门开度ψ随油门开度Φ变化；在双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下，节气门开度ψ全开。
本发明的发动机采用进气节流的方式改变双燃料发动机在冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下的相对压缩比，避免双燃料发动机压缩比过大造成双燃料发动机燃用点燃式燃料发生爆震现象。
通过加装点火系统，使双燃料发动机在冷起动、暖机、怠速及小负荷工况下能以点燃着火的方式工作，解决了点燃式燃料十六烷值低而难以压燃的缺陷。
本公开的第三个方面，提供一种双燃料发动机的控制方法，包括以下步骤：
(一)双燃料发动机处于冷启动、暖机或者怠速的工况下
(1)节气门(11)的开度保持全关；
(2)压燃式燃料喷油器7停止工作；
(3)根据冷起动、暖机和怠速工况下混合气过量空气系数λ的要求值确定点燃式燃料的喷射量；
(4)在活塞运动到压缩上止点前5° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(5)节气门位置传感器12测得节气门11的开度信号，发动机ECU14根据节气门11的开度信号对节气门开度ψ进行闭环修正，使双燃料发动机的节气门11在冷启动、暖机和怠速工况下处于完全关闭状态；
发动机ECU14根据发动机的排气管中的氧气含量对点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行闭环修正，使混合气过量空气系数λ的值始终为冷起动、暖机和怠速工况下混合气过量空气系数λ的要求值。
(二)双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下
(1)油门开度Φ由0％增加到30％；
(2)发动机ECU14按照节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系式，调整节气门11的开度ψ；根据小负荷情况下混合气过量空气系数λ的要求值，确定喷射点燃式燃料的量；压燃式燃料喷油器7停止工作；
(3)在活塞运动到压缩上止点前10° CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(4)节气门位置传感器12测得节气门11的开度信号，发动机ECU14根据节气门11的开度信号，对节气门开度ψ进行闭环修正，使节气门11的开度符合节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系式；
发动机ECU14根据氧气含量对点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行闭环修正，使混合气过量空气系数λ为小负荷情况下混合气过量空气系数λ的要求值。
(三)双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下
(1)油门开度Φ由30％增加到100％；
(2)确定发动机转速n；
(3)节气门开度ψ迅速调整到全开；
(4)火花塞8停止跳火；
(5)确定在当前油门开度Φ和发动机转速n下，混合器过量空气系数λ的值和替代率的值，根据混合器过量空气系数λ的值和替代率的值，确定点燃式燃料的喷油量和压燃式燃料的喷油量；
(6)发动机ECU14对压燃式燃料喷油器7和点燃式燃料喷油器10的喷油脉宽进行闭环修正。

Claims (3)

1.一种双燃料发动机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)双燃料发动机处于冷启动、暖机或者怠速的工况下
(1)节气门(11)的开度保持全关，当节气门(11)的轴线与进气总管的轴线一致时，节气门(11)的边缘与所述的进气总管之间留有空隙；
(2)压燃式燃料喷油器(7)停止工作；
(3)根据冷起动、暖机或怠速工况下混合气过量空气系数λ的要求值确定点燃式燃料的喷射量；
(4)在活塞运动到压缩上止点前5°CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(5)节气门位置传感器(12)测得节气门(11)的开度信号，发动机ECU(14)根据节气门(11)的开度信号对节气门开度ψ进行闭环修正，使双燃料发动机的节气门(11)在冷启动、暖机或怠速工况下处于完全关闭状态；
发动机ECU(14)根据发动机的排气管中的氧气含量对点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽进行闭环修正，使混合气过量空气系数λ的值始终为冷起动、暖机或怠速工况下混合气过量空气系数λ的要求值；
(二)双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下
(1)油门开度Φ由0％增加到30％；
(2)发动机ECU(14)按照节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系式，调整节气门(11)的开度ψ；根据小负荷情况下混合气过量空气系数λ的要求值，确定喷射点燃式燃料的量；压燃式燃料喷油器(7)停止工作；
(3)在活塞运动到压缩上止点前10°CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；
(4)节气门位置传感器(12)测得节气门(11)的开度信号，发动机ECU(14)根据节气门(11)的开度信号，对节气门开度ψ进行闭环修正，使节气门(11)的开度符合节气门开度ψ随油门开度Φ的变化关系式；
发动机ECU(14)根据氧气含量对点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽进行闭环修正，使混合气过量空气系数λ为小负荷情况下混合气过量空气系数λ的要求值；
(三)双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下
(1)油门开度Φ由30％增加到100％；
(2)确定发动机转速n；
(3)节气门开度ψ迅速调整到全开；
(4)火花塞(8)停止跳火；
(5)确定在当前油门开度Φ和发动机转速n下，混合器过量空气系数λ的值和替代率L的值，根据混合器过量空气系数λ的值和替代率L的值，确定点燃式燃料的喷油量和压燃式燃料的喷油量；
(6)发动机ECU(14)对压燃式燃料喷油器(7)和点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽进行闭环修正。
2.如权利要求1所述的双燃料发动机的控制方法，其特征在于，所述的对压燃式燃料喷油器(7)和点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽进行闭环修正，具体包括以下过程：
检测发动机排气管中的氧气浓度，发动机ECU(14)将检测到的氧气浓度与目标范围进行比较，如果排气管中的氧气浓度低于目标范围的最小值时，发动机ECU(14)发出控制指令，同时减少压燃式燃料喷油器(7)和点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽；
如果排气管中的氧气浓度高于目标范围的最大值时，发动机ECU(14)发出控制指令，同时增大压燃式燃料喷油器(7)和点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽；
如果排气管中的氧气浓度处于目标范围内时，则对压燃式燃料喷油器(7)和点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽进行调整，具体过程为：若检测到爆震信号，发动机ECU(14)发出控制指令，减少点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽并相应增大压燃式燃料喷油器(7)的喷油脉宽，并维持过量空气系数λ保持不变；若未检测到爆震信号，发动机ECU(14)发出控制指令，增大点燃式燃料喷油器(10)的喷油脉宽并减小压燃式燃料喷油器(7)的喷油脉宽，并维持过量空气系数λ保持不变。
3.一种双燃料发动机，包括发动机，其特征在于，所述的双燃料发动机还包括点火装置和节气门装置，二者均与所述发动机ECU(14)连接；点火装置的火花塞(8)安装在所述发动机的气缸盖上；节气门装置安装在所述发动机的进气总管上；
所述的点火装置，在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，点火装置的火花塞(8)在活塞运动到压缩上止点前5°CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；在双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下，火花塞(8)在活塞运动到压缩上止点前10°CA时进行点火，点燃点燃式燃料与空气形成的可燃混合气；双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下，火花塞停止跳火；
所述的节气门装置，在双燃料发动机处于冷起动、暖机或者怠速的工况下，保持全关；在双燃料发动机处于怠速-30％负荷，即小负荷的工况下，节气门开度ψ随油门开度Φ变化；在双燃料发动机处于30％-100％负荷的工况下，节气门开度ψ全开；
所述的节气门装置包括节气门(11)和节气门位置传感器(12)，节气门(11)为圆形结构，当节气门(11)的轴线与所述的进气总管的轴线一致时，节气门(11)的边缘与所述的进气总管之间留有空隙。
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