CN112576392B - 发动机***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种发动机***及其控制方法。控制方法包括以下步骤：标定燃气缓冲罐的最大压力值P1以及燃气增压预估模型的初始计算压力值P2；获取燃气压力缓冲罐的实时压力值P；比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1；根据实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*；根据N*不小于1，控制燃气泵进行下一工作循环；根据N*小于1，控制燃气泵停止工作。本发明通过设置燃气增压预估模型，可以计算燃气缓冲罐内的压力与燃气泵工作的循环的关系，避免活塞在中间行程时反向运行，减缓活塞的磨损,降低该部分附件功耗。

Description

发动机***及其控制方法
技术领域
本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种发动机***及其控制方法。
背景技术
为了在发动机有效循环窗口内喷入足够量的燃气，并使燃气与缸内空气以较快的速度混合，缸内直喷燃气发动机一般需要较高的燃气供给压力。
现有的燃气增压技术通常是利用液压***通过燃气泵把燃气加压到目标压力。燃气泵利用活塞压缩燃气罐内的燃气混合气，在活塞运行到有效行程的某中间位置时，燃气缓冲罐内的燃气压力达到最大压力值P1,此时燃气泵顶端的液压油突然泄压，活塞在缸内高压燃气的作用下快速改变运行方向，此时活塞密封环受力方向急剧改变，受力冲击较大，磨损加剧。另外，活塞反方向运转，将减小燃气泵的下一循环有效输出量，进而增大液压***功耗。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有的燃气泵因燃气缓冲罐内压力达到极限而反向运动造成的燃气泵加速磨损的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明第一方面提出了一种发动机***的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
S1：气缓冲罐的最大压力值P1以及燃气增压预估模型的初始计算压力值P2；
S2：获取燃气压力缓冲罐的实时压力值P；
S3：比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1；
S4：根据实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*；
S5：根据N*不小于1，控制燃气泵进行下一工作循环；
S6：根据N*小于1，控制燃气泵停止工作。
根据本发明实施例的发动机***的控制方法，通过将燃气缓冲罐内的实时压力值P与燃气增压预估模型的初始计算压力值P2进行比较，若实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，则开始计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*，若N*不小于1，即在燃气缓冲罐内的压力不小于燃气泵工作一个循环在燃气缓冲罐内产生的压力，则控制燃气泵进行下一个工作循环，若N*小于1，即燃气缓冲罐内的压力小于燃气泵一个工作循环在燃气缓冲罐中产生压力，则控制燃气泵停止工作。本发明通过设置燃气增压预估模型，可以计算燃气缓冲罐内的压力与燃气泵工作的循环的关系，从而防止燃气泵的活塞移动到中间行程时燃气缓冲罐内的压力达到最大压力值P1，避免活塞在中间行程时受到高压燃气较大的冲击力而反向运行，进而减缓活塞的磨损，同时，活塞不会在中间行程反向运行，可以保证燃气泵下一个工作循环的输出量，进而减小增压***的功耗。
另外，根据本发明实施例的发动机***的控制方法，还可以具有如下的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1后，还包括以下步骤：
根据实时压力值P不小于最大压力值P1，控制燃气泵停止工作。
在本发明的一些实施例中，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1前，还包括以下步骤：
根据发动机的当前运行状态，标定燃气缓冲罐的最小压力值P3；
比较实时压力值P与最小压力值P3；
根据实时压力值P不大于最小压力值P3，控制燃气泵开始工作；
根据实时压力值P大于最小压力值P3后，比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1。
在本发明的一些实施例中，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1后，还包括以下步骤：
根据所述实时压力值P大于最小压力值P3且小于初始计算压力值P2，控制燃气泵处于工作状态。
在本发明的一些实施例中，所述通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*包括：
N*＝(P2-P)/ΔP (1)
式(1)中，ΔP为燃气缓冲罐内的压力在燃气泵一个工作循环的时间内的变化值，其中，
ΔP＝(M1-M2)*RT/V (2)
式(2)中，R为燃气的气体常数，T为燃气缓冲罐的实时温度，V为燃气缓冲罐的容积，M1为燃气泵在其一个工作循环周期内泵出的燃气重量，M2为发动机在燃气泵一个工作循环周期内消耗的燃气质量，其中，：
M1＝Vd*ρ*η (3)
式(3)中，Vd为燃气泵的几何排量，ρ为液态燃气的密度，η为燃气泵的容积效率，
Figure BDA0002783482590000031
式(4)中，Q为单位时间内发动机消耗的燃气重量，t为燃气泵工作一个循环的时间，
η＝η1*η2*η3*η4*η5 (5)
其中，η1为燃气泵安装角度对燃气泵容积效率的贡献因子，η2为燃气罐内的燃气压力对燃气泵容积效率的贡献因子，η3为燃气罐内的燃气温度对燃气泵容积效率的贡献因子，η4为燃气罐内燃气液位对燃气泵容积效率的贡献因子，η5为发动机转速对燃气泵容积效率的贡献因子。
在本发明的一些实施例中，η1、η2、η3、η4、η5分别根据燃气泵的安装角度、燃气罐内的燃气压力、燃气罐内的天燃气温度、燃气罐内的燃气液位和发动机转速进行标定，并将标定数据储存在发动机***中。
在本发明的一些实施例中，所述燃气泵的容积效率η的标定方法包括：
获取发动机的转速；
获取燃气缓冲罐内的压力在燃气泵上一个循环过程中的变化值ΔP0和发动机在燃气泵上一个循环过程中消耗的燃气重量M20；
根据式(2)至式(4)分别计算在发动机在该转速下燃气泵的容积效率η0；
比较实时的容积效率η0与***中储存的容积效率η；
根据实时的容积效率与容积效率的差值Δη大于容积效率的差值阈值，控制实时的容积效率η0替换***中储存的容积效率η，并控制预警***故障。
本发明第二方面提出了一种发动机***，所述发动机***用以执行上述任一实施例所述的发动机***的控制方法，所述发动机***包括：
发动机；
液压泵，所述发动机与所述液压泵驱动连接；
燃气泵，所述液压泵与所述燃气泵驱动连接；
燃气罐，所述燃气泵设置在所述燃气罐内，所述燃气泵用于驱动所述燃气罐内的燃气，所述发动机与所述燃气罐通过燃气管线连通，所述燃气罐内设有第一温度传感器、第一压力传感器和液位传感器；
燃气缓冲罐，所述燃气缓冲罐设置在所述燃气管线上，所述燃气缓冲罐内设有第二温度传感器和第二压力传感器；
控制器，所述控制器分别与所述发动机、所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述液位传感器、所述第二温度传感器、所述第二压力传感器电连接。
根据本发明实施例的发动机***，。
另外，根据本发明实施例的发动机***，还可以具有如下的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述发动机***还包括油箱和液压管线，所述液压管线连通所述油箱与所述燃气泵，所述液压管线上设有所述液压泵。
在本发明的一些实施例中，所述发动机***还包括液压控制阀，所述液压控制阀设置于所述液压管线上，且所述液压控制阀与所述控制器电连接。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的值。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的发动机***的控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例的发动机***的结构示意图。
附图中各标记表示如下：
100：发动机***；
10：发动机；
20：液压泵；
30：燃气泵；
40：燃气罐、41：第一温度传感器、42：第一压力传感器、43：第二温度传感器；
50：燃气管线；
60：燃气缓冲罐、61：第二温度传感器、62：第二压力传感器；
70：控制器；
80：油箱；
90：液压管线、91：进油管、92：回油管；
110：液压控制阀。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所值。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行值。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所值。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与第二区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于第二元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
如图1所示，本发明第一方面的实施例提出了一种发动机***的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
S1：气缓冲罐的最大压力值P1以及燃气增压预估模型的初始计算压力值P2；
S2：获取燃气压力缓冲罐的实时压力值P；
S3：比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1；
S4：根据实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*；
S5：根据N*不小于1，控制燃气泵进行下一工作循环；
S6：根据N*小于1，控制燃气泵停止工作。
根据本发明实施例的发动机***的控制方法，通过将燃气缓冲罐内的实时压力值P与燃气增压预估模型的初始计算压力值P2进行比较，若实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，则开始计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*，若N*不小于1，即在燃气缓冲罐内的压力不小于燃气泵工作一个循环在燃气缓冲罐内产生的压力，则控制燃气泵进行下一个工作循环，若N*小于1，即燃气缓冲罐内的压力小于燃气泵一个工作循环在燃气缓冲罐中产生压力，则控制燃气泵停止工作。本发明通过设置燃气增压预估模型，可以计算燃气缓冲罐内的压力与燃气泵工作的循环的关系，从而防止燃气泵的活塞移动到中间行程时燃气缓冲罐内的压力达到最大压力值P1，避免活塞在中间行程时受到高压燃气较大的冲击力而反向运行，进而减缓活塞的磨损，同时，活塞不会在中间行程反向运行，可以保证燃气泵下一个工作循环的输出量，进而减小增压***的功耗。
在本发明的一些实施例中，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1后，还包括以下步骤：根据实时压力值P不小于最大压力值P1，控制燃气泵停止工作。若燃气泵进行下一个工作循环后，燃气缓冲罐内的实时压力值P等于P2，则控制燃气泵停止工作，以避免损坏燃气缓冲罐。
在本发明的一些实施例中，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1前，还包括以下步骤：根据发动机的当前运行状态，标定燃气缓冲罐的最小压力值P3；比较实时压力值P与最小压力值P3；根据实时压力值P不大于最小压力值P3，控制燃气泵开始工作；根据实时压力值P大于最小压力值P3后，比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1。当实时压力值P小于或等于最小压力值P3时，燃气缓冲罐内燃气难满足发动机提供的使用，此时，需要控制燃气泵工作，以提高燃气缓冲罐内的燃气压力，以保证发动机的正常运行。当实时压力值P大于最小压力值P3之后，需要进一步比较实时压力值P与初始计算压力值P2。
在本发明的一些实施例中，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1后，还包括以下步骤：根据实时压力值P大于最小压力值P3且小于初始计算压力值P2，控制燃气泵处于工作状态。当实时压力值P大于最小压力值P3且小于初始计算压力值P2时，控制燃气泵继续工作，以保证发动机的正常运行。
在本发明的一些实施例中若实时压力值P大于最小压力值P3且实时压力值P小于初始计算压力值P2，则控制燃气泵继续工作，所述通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*包括：
N*＝(P2-P)/ΔP (1)
式(1)中，ΔP为燃气缓冲罐内的压力在燃气泵一个工作循环的时间内的变化值，其中，
ΔP＝(M1-M2)*RT/V (2)
式(2)中，R为燃气的气体常数，T为燃气缓冲罐的实时温度，V为燃气缓冲罐的容积，M1为燃气泵在其一个工作循环周期内泵出的燃气重量，M2为发动机在燃气泵一个工作循环周期内消耗的燃气质量，其中，：
M1＝Vd*ρ*η (3)
式(3)中，Vd为燃气泵的几何排量，ρ为液态燃气的密度，η为燃气泵的容积效率，
Figure BDA0002783482590000081
式(4)中，Q为单位时间内发动机消耗的燃气重量，t为燃气泵工作一个循环的时间，
η＝η1*η2*η3*η4*η5 (5)
其中，η1为燃气泵安装角度对燃气泵容积效率的贡献因子，η2为燃气罐内的燃气压力对燃气泵容积效率的贡献因子，η3为燃气罐内的燃气温度对燃气泵容积效率的贡献因子，η4为燃气罐内燃气液位对燃气泵容积效率的贡献因子，η5为发动机转速对燃气泵容积效率的贡献因子。
具体地，η1、η2、η3、η4、η5分别根据燃气泵的安装角度、燃气罐内的燃气压力、燃气罐内的天燃气温度、燃气罐内的燃气液位和发动机转速进行标定，并将标定数据储存在发动机***中。
在本发明的另一些实施例中，所述燃气泵的容积效率η还可以通过包括以下步骤的标定方法：
获取发动机的转速；
获取燃气缓冲罐内的压力在燃气泵上一个循环过程中的变化值ΔP0和发动机在燃气泵上一个循环过程中消耗的燃气重量M20；
根据式(2)至式(4)分别计算在发动机在该转速下燃气泵的容积效率η0；
比较实时的容积效率η0与***中储存的容积效率η；
根据实时的容积效率与容积效率的差值Δη大于容积效率的差值阈值，控制实时的容积效率η0替换***中储存的容积效率η，并控制预警***故障。
本标定方法通过在发动机某个速度下实时计算容积效率η0，比较实时的容积效率η0与***中储存的容积效率η的差值Δη，若Δη小于等于容积效率查的差值阈值，则保留发动机中储存的该速度对应的容积效率η，若实时的容积效率η0小于发动机中储存的容积效率η相同，则***爆出燃气效率低故障并使用实时的容积效率η0替换容积效率η，以使发动机***中储存的容积效率一直与发动机燃气***实际工作状态相符。
上述容积效率η的迭代方法以发动机转速为变量，其他参数(燃气泵的安装角度、燃气罐内的燃气压力、燃气罐内的天燃气温度、燃气罐内的燃气液位)为定量，也可以分别以燃气泵的安装角度、燃气罐内的燃气压力、燃气罐内的天燃气温度或燃气罐内的燃气液位为变量，其他参数均为定量，将实时状态的容积效率的数据更新到***中。
本发明第二方面提出了一种发动机***100，发动机***100用以执行上述任一实施例的发动机***的控制方法，发动机***100包括：发动机10、液压泵20、燃气泵30、燃气罐40、燃气缓冲罐60和控制器70，具体地，发动机10与液压泵20驱动连接，液压泵20与燃气泵30驱动连接，燃气泵30设置在燃气罐40内，燃气泵30用于驱动燃气罐40内的燃气，发动机10与燃气罐40通过燃气管线50连通，燃气罐40内设有第一温度传感器41、第一压力传感器42和液位传感器43，燃气缓冲罐60设置在燃气管线50上，燃气缓冲罐60内设有第二温度传感器61和第二压力传感器62，控制器70分别与发动机10、第一温度传感器41、第一压力传感器42、液位传感器43、第二温度传感器61、第二压力传感器62电连接。
具体地，控制器70通过第一温度传感器41、第一压力传感器42、液位传感器43获取燃气罐40内的压力、温度及液位，通过第二温度传感器61、第二压力传感器62获取燃气缓冲罐60内的温度和压力，控制器70通过燃气罐40的压力、燃气罐40的温度、燃气罐40的液位、燃气缓冲罐60的压力和燃气缓冲罐60的温度、燃气缓冲罐60的容积(常数)、燃气泵30在单位时间内泵出的燃气重量Vd，燃气液的容积ρ，燃气泵30的容积效率η及燃气泵工作一个循环的时间t等参数计算N*。
根据本发明实施例的发动机***100，发动机10通过后取力机构驱动液压泵20动作以将液压油输送到燃气泵30中，使燃气泵30动作，燃气泵30在燃气罐40内动作使燃气从燃气罐40中进入燃气缓冲罐60，控制器70通过燃气缓冲罐60中的第二压力传感器53获取燃气缓冲罐60的实时压力值P，通过将实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1比较，若实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，则开始计算所述燃气缓冲罐60所需的燃气泵30的循环次数N*，若N*不小于1，即在燃气缓冲罐60内的压力不小于燃气泵30工作一个循环在燃气缓冲罐60内产生的压力，则控制燃气泵30进行下一个工作循环，若N*小于1，即燃气缓冲罐60内的压力小于燃气泵30一个工作循环在燃气缓冲罐60中产生压力，则控制燃气泵30停止工作。本发明通过控制器计算燃气缓冲罐内的压力与燃气泵工作的循环的关系，从而防止燃气泵的活塞移动到中间行程时燃气缓冲罐内的压力达到最大压力值P1，避免活塞在中间行程时受到高压燃气较大的冲击力而反向运行，进而减缓活塞的磨损，同时，活塞不会在中间行程反向运行，可以保证燃气泵下一个工作循环的输出量，进而减小增压***的功耗。
在本发明的一些实施例中，发动机***100还包括油箱80和液压管线90，液压管线90连通油箱80与燃气泵30，液压管线90上设有液压泵20。本实施例中，液压管线90包括进油管91和回油管92，进油管91的两端连接油箱80和燃气泵30，并且液压泵20设置在进油管91上，进油管91用于将液压油输送到燃气泵30，回油管92的两端连接燃气泵30和油箱80，回油管92用于将液压油从燃气泵30输送到油箱80中。控制器70控制发动机10通过后取力机构驱动液压泵20从油箱80中吸取液压油，并通过进油管91将液压油输送到燃气泵30，进而控制燃气从燃气罐40中输出。燃气泵30中的液压油通过回油管92输送会油箱80。
进一步地，发动机***100还包括液压控制阀110，液压控制阀110设置于液压管线90的进油管91和回油管92上，且液压控制阀110与控制器70电连接，控制器70根据N*小于1或者实时压力值P大于等于最大压力值P1，控制液压控制阀110关闭，以避免液压油在进油管91或回油管92内流动，进而控制燃气泵30停止动作。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种发动机***的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
标定燃气缓冲罐的最大压力值P1以及燃气增压预估模型的初始计算压力值P2；
获取燃气压力缓冲罐的实时压力值P；
比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1；
根据实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*；
根据N*不小于1，控制燃气泵进行下一工作循环；
根据N*小于1，控制燃气泵停止工作；
所述通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*包括：
N*＝(P2-P)/ΔP (1)
式(1)中，ΔP为燃气缓冲罐内的压力在燃气泵一个工作循环的时间内的变化值，其中，
ΔP＝(M1-M2)*RT/V (2)
式(2)中，R为燃气的气体常数，T为燃气缓冲罐的实时温度，V为燃气缓冲罐的容积，M1为燃气泵在其一个工作循环周期内泵出的燃气重量，M2为发动机在燃气泵一个工作循环周期内消耗的燃气质量，其中：
M1＝Vd*ρ*η (3)
式(3)中，Vd为燃气泵的几何排量，ρ为液态燃气的密度，η为燃气泵的容积效率，
Figure FDA0003640315860000011
式(4)中，Q为单位时间内发动机消耗的燃气重量，t为燃气泵工作一个循环的时间，
η＝η1*η2*η3*η4*η5 (5)
其中，η1为燃气泵安装角度对燃气泵容积效率的贡献因子，η2为燃气罐内的燃气压力对燃气泵容积效率的贡献因子，η3为燃气罐内的燃气温度对燃气泵容积效率的贡献因子，η4为燃气罐内燃气液位对燃气泵容积效率的贡献因子，η5为发动机转速对燃气泵容积效率的贡献因子。
2.根据权利要求1所述的发动机***的控制方法，其特征在于，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1后，还包括以下步骤：
根据实时压力值P不小于最大压力值P1，控制燃气泵停止工作。
3.根据权利要求1所述的发动机***的控制方法，其特征在于，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1前，还包括以下步骤：
根据发动机的当前运行状态，标定燃气缓冲罐的最小压力值P3；
比较实时压力值P与最小压力值P3；
根据实时压力值P不大于最小压力值P3，控制燃气泵开始工作；
根据实时压力值P大于最小压力值P3后，比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1。
4.根据权利要求3所述的发动机***的控制方法，其特征在于，所述比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1后，还包括以下步骤：
根据实时压力值P大于最小压力值P3且小于初始计算压力值P2，控制燃气泵处于工作状态。
5.根据权利要求1所述的发动机***的控制方法，其特征在于，η1、η2、η3、η4、η5分别根据燃气泵的安装角度、燃气罐内的燃气压力、燃气罐内的燃气温度、燃气罐内的燃气液位和发动机转速进行标定，并将标定数据储存在发动机***中。
6.根据权利要求5所述的发动机***的控制方法，其特征在于，所述燃气泵的容积效率η的标定包括以下步骤：
获取发动机的转速；
获取燃气缓冲罐内的压力在燃气泵上一个循环过程中的变化值ΔP0和发动机在燃气泵上一个循环过程中消耗的燃气重量M20；
根据式(2)至式(4)分别计算在发动机在该转速下燃气泵的容积效率η0；
比较实时的容积效率η0与***中储存的容积效率η；
根据实时的容积效率与容积效率的差值Δη大于容积效率的差值阈值，控制实时的容积效率η0替换***中储存的容积效率η，并控制预警***故障。
7.一种发动机***，所述发动机***用以执行权利要求1至6中任一项所述的发动机***的控制方法，其特征在于，所述发动机***包括：
发动机；
液压泵，所述发动机与所述液压泵驱动连接；
燃气泵，所述液压泵与所述燃气泵驱动连接；
燃气罐，所述燃气泵设置在所述燃气罐内，所述燃气泵用于驱动所述燃气罐内的燃气，所述发动机与所述燃气罐通过燃气管线连通，所述燃气罐内设有第一温度传感器、第一压力传感器和液位传感器；
燃气缓冲罐，所述燃气缓冲罐设置在所述燃气管线上，所述燃气缓冲罐内设有第二温度传感器和第二压力传感器；
控制器，所述控制器分别与所述发动机、所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述液位传感器、所述第二温度传感器、所述第二压力传感器电连接，所述控制器用于标定燃气缓冲罐的最大压力值P1以及燃气增压预估模型的初始计算压力值P2；用于获取燃气压力缓冲罐的实时压力值P；用于比较实时压力值P与初始计算压力值P2和最大压力值P1；用于根据实时压力值P不小于初始计算压力值P2且小于最大压力值P1，通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*；用于根据N*不小于1，控制燃气泵进行下一工作循环；用于根据N*小于1，控制燃气泵停止工作；
其中，所述通过实时压力值P和燃气增压预估模型计算所述燃气缓冲罐所需的燃气泵的循环次数N*包括：
N*＝(P2-P)/ΔP (1)
式(1)中，ΔP为燃气缓冲罐内的压力在燃气泵一个工作循环的时间内的变化值，其中，
ΔP＝(M1-M2)*RT/V (2)
式(2)中，R为燃气的气体常数，T为燃气缓冲罐的实时温度，V为燃气缓冲罐的容积，M1为燃气泵在其一个工作循环周期内泵出的燃气重量，M2为发动机在燃气泵一个工作循环周期内消耗的燃气质量，其中：
M1＝Vd*ρ*η (3)
式(3)中，Vd为燃气泵的几何排量，ρ为液态燃气的密度，η为燃气泵的容积效率，
Figure FDA0003640315860000041
式(4)中，Q为单位时间内发动机消耗的燃气重量，t为燃气泵工作一个循环的时间，
η＝η1*η2*η3*η4*η5 (5)
其中，η1为燃气泵安装角度对燃气泵容积效率的贡献因子，η2为燃气罐内的燃气压力对燃气泵容积效率的贡献因子，η3为燃气罐内的燃气温度对燃气泵容积效率的贡献因子，η4为燃气罐内燃气液位对燃气泵容积效率的贡献因子，η5为发动机转速对燃气泵容积效率的贡献因子。
8.根据权利要求7所述的发动机***，其特征在于，所述发动机***还包括油箱和液压管线，所述液压管线连通所述油箱与所述燃气泵，所述液压管线上设有所述液压泵。
9.根据权利要求8所述的发动机***，其特征在于，所述发动机***还包括液压控制阀，所述液压控制阀设置于所述液压管线上，且所述液压控制阀与所述控制器电连接。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113153718B (zh) * 2021-05-11 2022-10-28 潍柴动力股份有限公司 一种车用lng泵的控制方法及***
CN114312288B (zh) * 2021-12-28 2023-04-11 三一汽车制造有限公司 储气***及其排气控制方法、装置、存储介质和燃气车辆
CN114790981B (zh) * 2022-04-20 2024-02-20 潍柴动力股份有限公司 防止hpdi发动机供气***液压泵出现短行程的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10123719A1 (de) * 2000-05-18 2001-12-06 Avl List Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mit Flüssiggas betriebenen Brennkraftmaschine
JP2006083804A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Nissan Motor Co Ltd エンジンの制御装置
JP2009079556A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射システム
JP2009185735A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Toyota Motor Corp 排気浄化制御装置
KR20110087718A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 한국기계연구원 자동차용 ｌｐｇ연료 장치의 제어방법
DE102011089254A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffzufuhr einer mit Flüssiggas betriebenen Verbrennungskraftmaschine
CN110273786A (zh) * 2019-06-30 2019-09-24 潍柴动力股份有限公司 一种燃气管路泄漏的检测方法、装置及发动机***

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8949002B2 (en) * 2012-02-21 2015-02-03 Ford Global Technologies, Llc System and method for injecting fuel

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10123719A1 (de) * 2000-05-18 2001-12-06 Avl List Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mit Flüssiggas betriebenen Brennkraftmaschine
JP2006083804A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Nissan Motor Co Ltd エンジンの制御装置
JP2009079556A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射システム
JP2009185735A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Toyota Motor Corp 排気浄化制御装置
KR20110087718A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 한국기계연구원 자동차용 ｌｐｇ연료 장치의 제어방법
DE102011089254A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoffzufuhr einer mit Flüssiggas betriebenen Verbrennungskraftmaschine
CN110273786A (zh) * 2019-06-30 2019-09-24 潍柴动力股份有限公司 一种燃气管路泄漏的检测方法、装置及发动机***

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