CN115045767B - 双燃料发动机喷燃控制方法、装置、控制器和存储介质 - Google Patents

双燃料发动机喷燃控制方法、装置、控制器和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种双燃料发动机喷燃控制方法、装置、控制器和存储介质。所述方法包括：获取双燃料发动机当前工况所需燃料能量喷射速率；当双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下发动机所需的能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：执行第一次液体燃料喷射；执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。采用本方法能够避免燃烧持续期过长。

Description

双燃料发动机喷燃控制方法、装置、控制器和存储介质
技术领域
本申请涉及发动机技术领域，特别是涉及一种双燃料发动机喷燃控制方法、装置、控制器和存储介质。
背景技术
随着发动机技术的发展，出现了压燃式双燃料发动机，双燃料发动机的气缸装有两个喷嘴，其中一个喷嘴喷射液体燃料，另一个喷嘴喷射气体燃料，在工作时先向气缸中喷射少量液体燃料与空气混合后压燃着火，随后喷射气体燃料被先前液体燃料形成的高温火核点燃，进行燃烧释放热量，从而使发动机正常运行。
然而，在大负荷工况下，由于发动机负荷变大，发动机的总能量需求也随之增加，由于气体具有可压缩性，无法对气体燃料喷射压力进行精确且快速的动态调节，传统技术中，通常保持气体燃料压力不变，通过增大喷气脉宽的方式喷射更多的气体燃料进行燃烧，从而满足大负荷工况下发动机的总能量需求，然而，传统技术存在燃烧持续期过长的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免燃烧持续期过长的双燃料发动机喷燃控制方法、装置、控制器和存储介质。
第一方面，本申请提供了一种双燃料发动机喷燃控制方法。所述方法包括：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
在其中一个实施例中，在所述第一次气体燃料喷射过程中，将所述双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率，以确保所述双燃料发动机在当前工况的转速下，于预设时间内完成所述第一次气体燃料喷射及所述第二次液体燃料喷射。
在其中一个实施例中，所述将所述双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率包括：
调节所述第二次液体燃料喷射过程中的喷射压力，将所述双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
在其中一个实施例中，所述获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率，包括：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的总能量，根据所述双燃料发动机当前工况下所需的总能量得到所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
在其中一个实施例中，所述第二次液体燃料喷射的喷射脉宽小于所述第一次气体燃料喷射的喷射脉宽，且所述第二次液体燃料喷射的结束时间早于所述第一次气体燃料喷射的结束时间。
在其中一个实施例中，所述第一次气体燃料喷射的过程中同时喷射多束气体燃料喷束，所述第二次液体燃料喷射的过程中同时喷射多束液体燃料喷束，多束所述气体燃料喷束及多束所述液体燃料喷束均呈辐射状排布，且所述气体燃料喷束与所述液体燃料喷束交替间隔排布。
第二方面，本申请还提供了一种双燃料发动机喷燃控制装置。所述装置包括：
获取模块，用于获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
第一控制模块，用于当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
第三方面，本申请还提供了一种控制器。所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
上述双燃料发动机喷燃控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，双燃料发动机控制器可以获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率，并在所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：执行第一次液体燃料喷射；执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射，由于本方案无需提高喷气脉宽即可满足发动机在大负荷工况下的总能量需求，同时能够使双燃料发动机的总燃料能量喷射速率达到大负荷工况下双燃料发动机所需的燃料能量喷射速率，从而能够避免燃烧持续期过长的问题。
附图说明
图1为一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的应用环境图；
图2为一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中液体燃料和气体燃料的喷射时刻示意图；
图4为一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的放热率示意图；
图5为一个实施例中发动机在同一喷气脉宽不同转速下的放热率对比图；
图6为一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的喷射时刻示意图；
图7为一个实施例中双燃料发动机的放热率对比图；
图8为另一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的喷射时刻示意图；
图9为另一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的喷射时刻示意图；
图10为另一个实施例中双燃料发动机喷燃控制方法的喷射时刻示意图；
图11为一个实施例中液体燃料与气体燃料喷束的空间分布的水平视图；
图12为一个实施例中液体燃料与气体燃料喷束的空间分布的俯视图；
图13为一个实施例中双燃料发动机喷燃控制装置的结构框图；
图14为一个实施例中控制器的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的双燃料发动机喷燃控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，其中，交通工具10中的双燃料发动机控制器101可以与各双燃料发动机传感器102和各双燃料发动机执行器103之间通过网络或数据线进行通信，双燃料发动机控制器101可以获取各双燃料发动机传感器102采集的双燃料发动机的各项运行数据，并可以对运行数据进行分析，从而双燃料发动机控制器101可以根据分析结果对各双燃料发动机执行器103进行控制，使双燃料发动机处于最佳工作状态。其中，交通工具10可以包括商用车、乘用车、公交车、小汽车、卡车、货车等等，双燃料发动机传感器102可以包括温度传感器、流量传感器、转速传感器等等，双燃料发动机执行器103可以包括喷油器等等，本实施例在此不做限制。需要说明的是，交通工具10所包括的双燃料发动机传感器102和双燃料发动机执行器103的具体数量可以根据不同的交通工具10进行配置，图1仅是为了方便对本方法的应用环境进行说明，也就是说，图1中示出的交通工具10中所包括的双燃料发动机传感器102和双燃料发动机执行器103的数量可以为多个，交通工具10中的双燃料发动机控制器101可以与多个双燃料发动机传感器102和多个双燃料发动机执行器103之间通过网络或数据线进行通信，从而使交通工具10的双燃料发动机处于最佳工作状态。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种双燃料发动机喷燃控制方法，以该方法应用于图1中的双燃料发动机控制器101为例进行说明，包括以下步骤：
S201，获取双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
其中，双燃料发动机指可以同时使用两种燃料的发动机，例如，双燃料发动机可以先喷入少量液体燃料压燃形成高温火核，随后喷入气体燃料，气体燃料被先前形成的高温火核点燃，从而实现高热效率的扩散燃烧，液体燃料可以包括柴油，重油等高十六烷值易压燃燃料，气体燃料可以包括天然气、氢气、煤气、石油气等其中一种气体或者上述多种气体的混合气体，本实施例在此不做限制。
示例性地，如图3所示，图3为双燃料发动机中液体燃料和气体燃料的喷射时刻示意图，图3中的横坐标为曲轴转角，纵坐标为喷射速率，IRL为液体燃料的喷射速率，IRG为气体燃料的喷射速率，TDC为活塞的压缩上止点，另外，如图4所示，图4为上述燃烧模式下发动机的放热率示意图，图4中的横坐标为曲轴转角，纵坐标为瞬时放热率，虚线框圈住的前部曲线41为先喷入的少量液体燃料的放热率曲线，后部曲线42为随后喷入的气体燃料的放热率曲线，由图4可知，双燃料发动机主要利用随后喷入的气体燃料产生的能量进行工作。
可选的，双燃料发动机也可以直接喷入液体燃料进行工作，从而利用液体燃料产生的能量进行工作。
需要说明的是，双燃料发动机通常为往复式发动机，往复式发动机通过燃料燃烧产生的热能通过液体或气体的膨胀推动活塞来回运动，从而将热能转化为动能，往复式发动机的工作原理决定了发动机在活塞上止点附近一定的曲轴转角内完成燃烧能够使发动机具有最佳的热效率，发动机的曲轴转角为发动机的曲轴转过的角度，可以理解的是，在一定的曲轴转角内，若发动机的转速越高，则发动机的燃烧持续期需要越短才能保证发动机的热效率越高，若发动机在高转速下的燃烧持续期过长，则会出现排温过高、污染物排放升高、热效率下降等问题，因此，在转速越高时，双燃料发动机所需的燃料能量喷射速率需要越快才能保证燃烧持续期不至于过长。
其中，发动机的工况是指发动机在某一时刻的运行状况，可以包括怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷、冷起动、暖机、加速等等工况，需要说明的是，不同的工况下，发动机所需的总能量不同，例如，小负荷工况下发动机需要较小的能量就能保证发动机的正常运行，而在大负荷工况下发动机需要较多的能量才能保证发动机的正常运行。
可选的，发动机的工况可以用发动机的转速值、发动机的负荷值等参数来表征，本实施例在此不做限制，其中，发动机负荷是指发动机承受的载荷大小，发动机的负荷值可以用百分比(％)或扭矩值(N·m)描述。
另外，双燃料发动机在实际的应用场景中工况快速变化，需要对液体燃料和气体燃料的喷射速率进行快速调节以满足发动机在不同工况下的燃料能量喷射速率的需求，从而避免燃烧持续期过长，例如，若发动机在高转速工况下总燃料能量喷射速率过慢，则会导致燃料无法在一定的曲轴转角内完成燃烧，从而导致燃烧持续期过长。而在双燃料发动机中，由于气体燃料的分子间隙大，气体燃料具有可压缩性，因此无法对气体燃料喷射压力进行精确且快速的动态调节—在提高供气压力时升压较缓慢，而降低气体燃料喷射压力要采取燃气压力容腔放气的办法，放出的气体不易回收，造成燃料浪费和碳排放，还存在着火风险，因此，双燃料发动机喷入气体燃料时的喷气压力通常设置为定值，也就是说，双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率通常是恒定的，而由于液体燃料不可压缩，可以对液体燃料的喷射压力进行快速且精确的调节，从而调节液体燃料的能量喷射速率，因此，可以采用调节液体燃料压力的方式来满足不同工况下发动机的总燃料能量喷射速率的需求。另外，还需要对液体燃料和气体燃料的喷射量进行快速调节以满足发动机在不同工况下的总能量需求，双燃料发动机控制器可以通过调节液体燃料的喷油脉宽和气体燃料的喷气脉宽进行调节，从而能够对液体燃料和气体燃料的喷射量进行调节，液体燃料的喷油脉宽指每次喷射液体燃料的时间长度，气体燃料的喷气脉宽指每次喷射气体燃料的时间长度，可以理解的是，同一总燃料喷射速率下，喷油脉宽和喷气脉宽越长，发动机喷射的液体燃料和气体燃料的喷射量越大，但相应的燃烧持续期也会变长。
S202，当双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：执行第一次液体燃料喷射；执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
需要说明的是，双燃料发动机在大负荷工况下发动机所需的总燃料能量喷射速率较高，例如，如图5所示，图5为同一喷气脉宽下低转速工况和高转速工况的放热率曲线，图5中横坐标为曲轴转角，纵坐标为放热率，曲线51为低转速工况下的放热率曲线，曲线52为高转速工况下的放热率曲线，由图5可以看出，在同一喷气脉宽下，随着双燃料发动机转速升高，双燃料发动机的放热率降低，同时燃烧持续期变长。在传统技术中，由于气体燃料的喷射速率恒定，通常采取增大喷气脉宽的方式增加喷气量，从而满足大负荷工况下双燃料发动机的总能量需求，例如，双燃料发动机在大负荷工况下需要能量为6000J，而双燃料发动机在喷气脉宽为2.5ms时能够产生的能量为5000J，此时传统技术中通常将喷气脉宽增加至3ms，从而使气体燃料的喷射量增加，从而满足大负荷工况下的总能量需求，然而，高转速下喷气脉宽3ms对应的燃烧持续期过长，从而导致发动机的热效率降低、发动机排温过高以及污染物排放升高，也就是说，传统技术中增大喷气脉宽的方式对应的燃烧持续期过长。本方案采用先执行第一次液体燃料喷射形成高温火核，再执行第一次气体燃料喷射进行燃烧，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射的燃烧策略，如图6所示，图6为本方案中液体燃料和气体燃料的喷射时刻示意图，图6中的横坐标为曲轴转角，纵坐标为喷射速率，IRL为液体燃料的喷射速率，IRG为气体燃料的喷射速率，IRL+G为液体燃料和气体燃料的喷射速率叠加值，另外，如图7所示，图7为执行本方案前后的放热率对比图，图7中曲线71为液体燃料喷射一次+气体燃料喷射一次的放热率曲线，曲线72为执行本方案的燃烧策略后的放热率曲线，从图7中可以看出，曲线71和曲线72的燃烧持续期相同，而曲线72的放热率高于曲线71的放热率，因此，本方案通过在第一次喷射气体燃料的过程中执行第二次喷射液体燃料的方式，满足发动机在大负荷工况下的总能量需求，同时能够使双燃料发动机的总燃料能量喷射速率达到大负荷工况下双燃料发动机所需的燃料能量喷射速率，从而能够避免发动机的燃烧持续期过长。
可选的，双燃料发动机的控制器可以通过预设不同转速下喷气脉宽的最大限值，从而将燃烧持续期控制在合适的范围内，进一步地，可以利用逐渐增大喷气脉宽的方式，通过缸压传感器采集的信号计算得出发动机的燃烧持续期，从而确定不同转速下喷气脉宽的最大限值，保证发动机的燃烧持续期不至于过长，例如，转速为2000转/分时，燃烧持续期应控制为不超过50度曲轴转角，此时对应的喷气脉宽为2.5ms，则2.5ms即为双燃料发动机在2000转/分的转速下喷气脉宽的最大限值。
可选的，控制器可以根据不同的转速值在喷气脉宽的最大限值表中进行查询匹配，从而得到不同转速对应的喷气脉宽的最大限值，示例性地，如表1所示，表1为不同转速下喷气脉宽的最大限值表，若发动机的转速值为2000转/分，则发动机控制器根据表1可以确定此转速下喷气脉宽的最大限值为2.5ms，需要说明的是，表1中为了方便进行说明，仅示例出了部分转速对应的喷气脉宽的最大限值，也就是说，在实际的应用场景中，表1中的转速值的个数并不限于表1给出的转速值的个数，其对应的喷气脉宽最大限值的个数也不限于表1给出的喷气脉宽最大限值的个数。
表1不同转速下喷气脉宽的最大限值表
转速值(r/min) 喷气脉宽最大限值(ms)
1000 3.5
1500 3
2000 2.5
2500 2
可选的，双燃料发动机的控制器可以根据当前工况下喷气脉宽的最大限值和双燃料发动机在当前工况下所需的总能量计算出双燃料发动机在当前工况下所需的燃料能量喷射速率，例如，可以通过以下公式计算：当前工况下所需的燃料能量喷射速率＝当前工况下所需的总能量÷当前工况下喷气脉宽的最大限值，示例性的，某工况下双燃料发动机所需的总能量为每循环6000J,在此转速下的喷气脉宽的最大限值为2.5ms，则此工况下所需的燃料能量喷射速率＝6000J÷2.5ms＝2400J/ms。
可选的，燃料的能量喷射速率＝燃料喷射速率×燃料低热值，例如，当前工况气体燃料喷射速率为40mg/ms，气体燃料低热值为49J/mg，即气体燃料的能量喷射速率＝40mg/ms×49J/mg＝1960J/ms，若气体燃料的能量喷射速率1960J/ms小于当前工况下所需燃料能量喷射速率2400J/ms，则控制器可以确定需要在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射，从而在保持合理的燃烧持续期的前提下，满足发动机在此工况下的总能量需求。
可选的，控制器还可以根据燃料的能量喷射速率和燃料低热值得到燃料喷射速率，例如，若第二次液体燃料的燃料能量喷射速率为440J/ms，液体燃料低热值为42J/mg，第二次液体燃料的喷射速率＝440J/ms÷42J/mg＝10.5mg/ms。
可选的，喷气脉宽的最大限值可能随环境因素变化而发生小幅度的波动，发动机控制器可以根据气体燃料压力、气体燃料温度、进气温度、进气量、水温、EGR率、排气温度等传感信号对喷气脉宽的最大限值进行修正。
可选的，双燃料发动机控制器还可以采用加大第一次喷射的液体燃料的喷射量的方式满足大负荷工况下的总能量需求，例如，如图8所示，图8中的横坐标为曲轴转角，纵坐标为喷射速率，IRL为液体燃料的喷射速率，IRG为气体燃料的喷射速率，此方式可以使喷油脉宽增加，同时使总燃料喷射速率增加，但此方式使第一次喷射的液体燃料的喷射量增加，可能导致燃烧爆发的压力过高，此时可以用推迟液体燃料的喷射时刻的方法降低爆发压力，但喷气时刻也要相应地推迟，可能会导致燃烧结束点滞后，发动机排温过高的问题。
可选的，双燃料发动机控制器还可以采用使气体燃料的喷气时刻比液体燃料的喷油时刻更早开始，形成部分气体燃料预混燃烧+部分气体燃料扩散燃烧的混合燃烧方式，例如，如图9所示，图9中的横坐标为曲轴转角，纵坐标为喷射速率，IRL为液体燃料的喷射速率，IRG为气体燃料的喷射速率，但此方式可能会使预混燃烧压力升高率高，可能引起发动机爆震，此时可以采用增加EGR率减缓预混燃烧的爆震倾向，但此种方式依旧可能出现爆震现象。
可选的，双燃料发动机控制器还可以采用将气体燃料分两次喷射，使第一次气体燃料的喷射比第一次液体燃料的喷射更早完成的方式，例如，如图10所示，图9中的横坐标为曲轴转角，纵坐标为喷射速率，IRL为液体燃料的喷射速率，IRG为气体燃料的喷射速率，此方式第一次喷射的气体燃料与液体燃料预混燃烧，第二次喷射的气体燃料进行扩散燃烧，从而提高放热率，缩短燃烧持续期，但此种方式同样可能出现爆震现象。
可选的，双燃料发动机控制器还可以在第一次气体燃料的喷射过程中，将本方案的第二次液体燃料的喷射再次分割为多个小时间段的液体燃料喷射，例如，若第二次液体燃料的喷射脉宽为1.5ms，则可以在第一次气体燃料的喷射过程中，先喷射0.5ms的液体燃料，再喷射1ms的液体燃料，只需控制第二次液体燃料喷射的总喷射过程均在第一次气体燃料的喷气脉宽的最大限值的范围内即可，采用此方式同样能够达到提高放热率从而满足发动机的总能量需求，并缩短燃烧持续期的目的。
上述双燃料发动机喷燃控制方法中，双燃料发动机控制器可以获取双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率，并在双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：执行第一次液体燃料喷射；执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射，由于本方案无需提高喷气脉宽即可满足发动机在大负荷工况下的总能量需求，同时能够使双燃料发动机的总燃料能量喷射速率达到大负荷工况下双燃料发动机所需的燃料能量喷射速率，从而能够避免燃烧持续期过长的问题。
在一个实施例中，在第一次气体燃料喷射过程中，将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率，以确保双燃料发动机在当前工况的转速下，于预设时间内完成第一次气体燃料喷射及第二次液体燃料喷射。
其中，在第一次气体燃料喷射过程中，由于液体燃料进行了二次喷射，故液体燃料的喷射量会增加，因此，发动机控制器在确定第二次液体燃料喷射量以后，还需要将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率，从而保证发动机能够在较短的燃烧持续期内将第二次液体燃料尽快全部喷出，以确保双燃料发动机在当前工况的转速下，于预设时间内完成第一次气体燃料喷射及第二次液体燃料喷射，双燃料发动机的总燃料能量喷射速率为气体燃料的能量喷射速率和液体燃料的能量喷射速率的叠加，总燃料能量喷射速率可以用于表征双燃料发动机液体燃料和气体燃料喷射速率的快慢程度。
需要说明的是，在双燃料发动机中，气体燃料和液体燃料同时进行喷射时，比较容易出现的问题是由于总燃料能量喷射速率过高，超过了燃料的燃烧速率，导致后喷入的燃料被先前喷入的燃料燃烧的火焰窒熄，从而导致污染物排放增加，发动机热效率降低，因此，发动机控制器中可以预设燃料能量喷射速率表，根据预设的燃料能量喷射速率表得到当前工况下所需的能燃料能量喷射速率，其中，预设燃料能量喷射速率能够满足发动机的总燃料能量喷射速率需求，且预设燃料能量喷射速率相对较低，能够使发动机在不同的工况下同时喷射两种燃料时保证良好的雾化效果与喷雾贯穿距离，从而避免发动机产生排放物增加，热效率降低等问题。
可选的，发动机控制器可以根据发动机的工况参数在预设的燃料能量喷射速率表中进行查询匹配，从而确定双燃料发动机在当前工况下所需的燃料能量喷射速率，示例性地，如表2所示，表2为发动机在不同工况下对应的预设燃料能量喷射速率表，若某一工况下发动机的转速值为700，发动机的负荷值为5％，则发动机控制器根据表2可以确定此工况下发动机所需的燃料能量喷射速率为200，需要说明的是，表2中为了方便进行说明，仅示例出了部分工况对应的预设喷射速率，也就是说，在实际的应用场景中，表2中的转速值以及负荷值的个数并不限于表2中示出的转速值以及负荷值的个数，其对应的预设喷射速率的个数也不限于表2中示出的预设喷射速率的个数。
表2发动机在不同工况下对应的预设燃料能量喷射速率表
可选的，总燃料能量喷射速率＝液体燃料喷射速率×液体燃料低热值+气体燃料喷射速率×气体燃料低热值，需要说明的是，由上述内容可知气体燃料喷射速率通常为定值，可以视为常量，而当液体燃料和气体燃料的类型确定，液体燃料低热值和气体燃料低热值也为定值，例如，若液体燃料为柴油，气体燃料为天然气，则液体燃料低热值为42J/mg，气体燃料低热值为49J/mg，故液体燃料低热值和气体燃料低热值也可以视为常量，因此，控制器可以通过改变液体燃料喷射速率的方式即可对总燃料能量喷射速率进行调整，进一步地，控制器可以将预设喷射速率作为总燃料能量喷射速率代入上述公式，计算出液体燃料喷射速率，从而通过调节液体燃料喷射速率的方式将总燃料能量喷射速率调整至预设喷射速率。
本实施例中，双燃料发动机的控制器可以在第一次气体燃料喷射过程中，将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所需的燃料能量喷射速率，以确保双燃料发动机在当前工况的转速下，于预设时间内完成第一次气体燃料喷射及第二次液体燃料喷射，从而能够避免燃烧持续期过长。
在一个实施例中，将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率包括：调节第二次液体燃料喷射过程中的喷射压力，将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
其中，双燃料发动机的液体燃料喷射速率与液体燃料喷射压力相关，因此，发动机控制器可以通过调节液体燃料喷射压力的方式调节液体燃料喷射速率，从而能够将总燃料能量喷射速率调整至所需的燃料能量喷射速率，可选的，发动机控制器可以根据以下公式对液体燃料的喷射速率和液体燃料的喷射压力进行换算：
其中，I为液体燃料的喷射速率，S为喷孔面积，μ为流量系数，ρ为液体燃料密度，P为液体燃料的喷射压力，Pb为背压。
可以理解的是，上式中的喷孔面积S，流量系数μ以及液体燃料密度ρ均为常数，而背压Pb指喷射时双燃料发动机缸内压力，粗略的计算中，背压Pb在可以忽略不计，或者，也可以根据双燃料发动机的负荷值采取类似上述查表的方式获得不同工况下双燃料发动机的背压Pb以提高计算准确度，因此，通过调节液体燃料喷射压力的方式即可调节液体燃料喷射速率。
本实施例中，双燃料发动机控制器可以调节二次液体燃料喷射过程中的喷射压力，从而能够将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率，从而能够避免发动机的燃烧持续期过长。
在一个实施例中，上述S201，包括：获取双燃料发动机当前工况下所需的总能量，根据双燃料发动机当前工况下所需的总能量得到双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
可选的，双燃料发动机的控制器可以根据工况参数和燃烧效率计算得到不同工况下发动机所需的总能量。
可选的，双燃料发动机的控制器可以根据通过以下公式得到当前工况下所需的燃料能量喷射速率：当前工况下所需的燃料能量喷射速率＝当前工况下所需的总能量÷当前工况下喷气脉宽的最大限值。
可选的，不同工况下发动机所需的总能量可能随环境因素变化而发生小幅度的波动，发动机控制器可以根据进气量、进气温度、水温、废气再循环(Exhaust Gas Re-circulation，EGR)率、排气温度等传感信号对不同工况下发动机所需的总能量进行修正。
可选的，双燃料发动机中燃料产生的能量为双燃料发动机中喷入液体燃料产生的能量和喷入的气体燃料产生的能量之和，例如，若双燃料发动机第一次喷入的液体燃料产生了100J的能量，第一次喷入的气体燃料产生了4900J的能量，则此时双燃料发动机中燃料产生的能量为100J+4900J＝5000J。
另外，双燃料发动机第一次喷入的液体燃料达到一定的喷射量即可保证液体燃料被压燃而形成高温火核，因此，第一次喷入的液体燃料的喷射量可以为固定值，也就是说，双燃料发动机第一次喷入的液体燃料产生的能量通常是固定的，发动机控制器可以根据第一次液体燃料的喷射量和液体燃料的热值得到第一次喷入的液体燃料产生的能量，例如，若双燃料发动机使用的液体燃料为柴油，柴油的低热值为42J/mg，第一次喷入的柴油的喷射量为2.4mg，则第一次喷入的柴油产生的能量为42J/mg×2.4mg＝100.8J，其中，低热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量，也称净热。
本实施例中，双燃料发动机控制器可以获取双燃料发动机当前工况下所需的总能量，并根据双燃料发动机当前工况下所需的总能量得到双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率，从而将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率，从而避免燃烧持续期过长。
在一个实施例中，第二次液体燃料喷射的喷射脉宽小于第一次气体燃料喷射的喷射脉宽，且第二次液体燃料喷射的结束时间早于第一次气体燃料喷射的结束时间。
其中，双燃料发动机的控制器可以根据液体燃料的喷射速率和第二次液体燃料的喷射量确定第二次液体燃料喷射的喷射脉宽，例如，若液体燃料的喷射速率为40mg/ms，第二次液体燃料的喷射量为60mg，则第二次液体燃料喷射的喷射脉宽为60mg÷40mg/ms＝1.5ms。需要说明的是，通常情况下，在第二次液体燃料的喷射过程中，液体燃料的喷射量只需少量即可满足大负荷工况下发动机的总能量需求，也就是说，双燃料发动机主要通过第一次喷入的气体燃料产生的能量满足发动机的总能量需求，第二次喷入的液体燃料主要用于弥补气体燃料能量不足的部分，因此，第二次喷入的液体燃料的喷射量较小，从而能够保证第二次液体燃料喷射的喷射脉宽小于第一次气体燃料喷射的喷射脉宽，从而能够避免燃烧持续期过长。
可选的，发动机控制器可以根据第二次液体燃料喷射的喷射脉宽和第一次气体燃料喷射的喷射脉宽确定第二次液体燃料喷射的结束时间，由于第二次液体燃料喷射是在第一次气体燃料喷射的过程中执行，则只需要保证第二次液体燃料喷射的结束时间早于第一次气体燃料喷射的结束时间，即可保证执行第二次液体燃料的喷射不会延长燃烧持续期，例如，若第二次液体燃料喷射的喷射脉宽为1.5ms，第一次气体燃料喷射的喷射脉宽为2.5ms，则第二次液体燃料的喷射过程在2.5ms内完成即可。
本实施例中，第二次液体燃料喷射的喷射脉宽小于第一次气体燃料喷射的喷射脉宽，且第二次液体燃料喷射的结束时间早于第一次气体燃料喷射的结束时间，从而能够避免燃烧持续期过长。
在一个实施例中，第一次气体燃料喷射的过程中同时喷射多束气体燃料喷束，第二次液体燃料喷射的过程中同时喷射多束液体燃料喷束，多束气体燃料喷束及多束液体燃料喷束均呈辐射状排布，且气体燃料喷束与液体燃料喷束交替间隔排布。
其中，在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射时，液体燃料的喷束与气体燃料的喷束在空间分布上错开，避免互相干扰，从而能够提高燃烧室内的空气利用率，示例性地，如图11和图12所示，图11为液体燃料与气体燃料喷束的空间分布的水平视图，图12为液体燃料与气体燃料喷束的空间分布的俯视图，其中，图11和图12中的实线可以代表液体燃料的喷束，虚线可以代表气体燃料的喷束，或者，图11和图12中的实线可以代表气体燃料的喷束，虚线可以代表液体燃料的喷束，只要保证液体燃料的喷束与气体燃料的喷束在空间分布上错开即可，本实施例在此不做限制。
可选的，在双燃料发动机的燃料喷射器中，液体燃料和气体燃料可以使用同轴的两个喷嘴，保证空间分布上错开，液体燃料和气体燃料的喷射均可以基于双燃料发动机的共轨***实现。
本实施例中，双燃料发动机控制器可以在第一次气体燃料喷射的过程中同时喷射多束气体燃料喷束，并第二次液体燃料喷射的过程中同时喷射多束液体燃料喷束，且多束气体燃料喷束及多束液体燃料喷束均呈辐射状排布，且气体燃料喷束与液体燃料喷束交替间隔排布，从而能够提高燃烧室内的空气利用率。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的双燃料发动机喷燃控制方法的双燃料发动机喷燃控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个双燃料发动机喷燃控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于双燃料发动机喷燃控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，提供了一种双燃料发动机喷燃控制装置，包括：获取模块和第一控制模块，其中：
获取模块，用于获取双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
第一控制模块，用于当双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
本实施例提供的双燃料发动机喷燃控制装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，可选的，上述第一控制模块，包括：控制单元，其中：
控制单元，用于在第一次气体燃料喷射过程中，将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率，以确保双燃料发动机在当前工况的转速下，于预设时间内完成第一次气体燃料喷射及第二次液体燃料喷射。
本实施例提供的双燃料发动机喷燃控制装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，可选的，上述装置还包括第二控制模块，其中：
第二控制模块，用于调节第二次液体燃料喷射过程中的喷射压力，将双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
本实施例提供的双燃料发动机喷燃控制装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，可选的，上述获取模块还包括获取单元，其中：
获取单元，用于获取双燃料发动机当前工况下所需的总能量，根据双燃料发动机当前工况下所需的总能量得到双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
本实施例提供的双燃料发动机喷燃控制装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，可选的，上述装置还包括第三控制模块，其中：
第三控制模块，用于使第二次液体燃料喷射的喷射脉宽小于第一次气体燃料喷射的喷射脉宽，且使第二次液体燃料喷射的结束时间早于第一次气体燃料喷射的结束时间。
本实施例提供的双燃料发动机喷燃控制装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，可选的，上述装置还包括第四控制模块，其中：
第四控制模块，用于在第一次气体燃料喷射的过程中同时喷射多束气体燃料喷束，并在第二次液体燃料喷射的过程中同时喷射多束液体燃料喷束，使多束气体燃料喷束及多束液体燃料喷束均呈辐射状排布，且气体燃料喷束与液体燃料喷束交替间隔排布。
本实施例提供的双燃料发动机喷燃控制装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
上述双燃料发动机喷燃控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种控制器，其内部结构图可以如图14所示。该控制器包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该控制器的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该控制器的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种双燃料发动机喷燃控制方法。
本领域技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
上述实施例提供的控制器，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
上述实施例提供的计算机程序产品，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双燃料发动机喷燃控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一次气体燃料喷射过程中，将所述双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率，以确保所述双燃料发动机在当前工况的转速下，于预设时间内完成所述第一次气体燃料喷射及所述第二次液体燃料喷射。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率包括：
调节所述第二次液体燃料喷射过程中的喷射压力，将所述双燃料发动机的总燃料能量喷射速率调整至所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率，包括：
获取所述双燃料发动机当前工况下所需的总能量，根据所述双燃料发动机当前工况下所需的总能量得到所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二次液体燃料喷射的喷射脉宽小于所述第一次气体燃料喷射的喷射脉宽，且所述第二次液体燃料喷射的结束时间早于所述第一次气体燃料喷射的结束时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次气体燃料喷射的过程中同时喷射多束气体燃料喷束，所述第二次液体燃料喷射的过程中同时喷射多束液体燃料喷束，多束所述气体燃料喷束及多束所述液体燃料喷束均呈辐射状排布，且所述气体燃料喷束与所述液体燃料喷束交替间隔排布。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双燃料发动机的工况包括怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷、冷起动、暖机以及加速工况。
8.一种双燃料发动机喷燃控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述双燃料发动机当前工况下所需的燃料能量喷射速率；
第一控制模块，用于当所述双燃料发动机中气体燃料的能量喷射速率小于所述当前工况下所需的燃料能量喷射速率时，执行如下燃烧策略：
执行第一次液体燃料喷射；
执行第一次气体燃料喷射，并在所述第一次气体燃料喷射的过程中执行第二次液体燃料喷射。
9.一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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