一种氢燃料发动机的进气量获取方法及氢燃料发动机系统与流程

本发明涉及发动机控制，尤其涉及一种氢燃料发动机的进气量获取方法及氢燃料发动机系统。

背景技术：

1、现有的发动机的理论进气量公式需要实时测量进气压力、进气温度和发动机转速。然而在进气道喷氢发动机中，氢气进入进气道会使进气压力升高，此时进入进气道的空气会减少，计算进气压力需要减去氢气的分压，同时氢气燃烧需要抑制氮氧化物生成，空燃比会不断变化，氢气分压也不固定，因此无法计算氢气的分压。发动机进气管路中的弯头、节气门、进气门处存在进气节流损失，实际进气量无法达到理论进气量。然而，实际进气量的计算需要进气效率，需要根据发动机转速和进气压力信号查表得出当前工况的进气效率，再乘以理论进气量便得出实际进气量，成本较高，误差较大。

2、而采用废气再循环技术(exhaust gas recirculation，egr)的发动机会把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。计算出的实际进气量包括新鲜空气的进气量和废气的进气量，因此需要对两部分的比例进行计算，egr发动机计算进气量的方法通常有两种：如图1所示，采用进气量传感器2采集新鲜进气量，然而空气流量计价格较高，不适用大排量的发动机。如图2所示，通过文丘里管流量计3与伯努利方程计算废气流量，存在流量计处节流损失的问题，成本较高。

3、因此传统发动机的进气量计算方法和egr发动机的废气流量计算方法不适用于进气道喷氢发动机，存在工作量大，流量计节流损失，成本高等缺点。

技术实现思路

1、本发明提供了一种氢燃料发动机的进气量获取方法及氢燃料发动机系统，不会受到氢燃料发动机工况变化的影响，可以得到更准确的进气量，提高获取效率，降低成本，减小由于工作量大带来的误差。。

2、根据本发明的一方面，提供了一种氢燃料发动机的进气量获取方法，包括：

3、获取氢气喷气量；

4、根据第一参数，获取氢气消耗量；其中，所述第一参数包括所述氢气喷气量；

5、根据第二参数，获取新鲜进气量；其中，所述第二参数包括所述氢气消耗量，所述新鲜进气量是进入所述氢燃料发动机的气体总量。

6、可选地，所述第二参数还包括排气氧气浓度；

7、在根据第二参数，获取新鲜进气量之前，还包括：

8、获取所述排气氧气浓度。

9、可选地，所述第一参数还包括缸数、发动机转速和工作循环转数；

10、其中，所述缸数是所述氢燃料发动机的气缸数量，所述工作循环转数是所述氢燃料发动机一个工作循环曲轴转动的圈数。

11、可选地，在根据第二参数，获取新鲜进气量之后，还包括：

12、根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量；

13、其中，所述第三参数包括未燃氢气修正进气量、氮氧化合物修正进气量、湿度修正进气量中的至少一个。

14、可选地，在根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量之前，还包括：

15、获取排气氢气浓度；

16、根据所述排气氢气浓度、所述新鲜进气量和所述氢气消耗量，获取所述未燃氢气修正进气量。

17、可选地，在根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量之前，还包括：

18、获取排气氮氧化合物浓度；

19、根据所述排气氮氧化合物浓度、所述新鲜进气量和所述氢气消耗量，获取所述氮氧化合物修正进气量。

20、可选地，在根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量之前，还包括：

21、根据环境压力、温度、相对湿度查表获取查表干空气含水量；

22、根据所述新鲜进气量和所述查表干空气含水量，获取所述湿度修正进气量。

23、可选地，在根据第二参数，获取新鲜进气量之后，还包括：

24、根据第四参数，获取废气流量和egr率；其中，所述egr率是所述废气流量与吸入气缸的进气总量的比值，所述第四参数包括所述新鲜进气量。

25、可选地，所述第四参数还包括进气氧气浓度；

26、在根据第四参数，获取废气流量和egr率之前，还包括：

27、获取所述进气氧气浓度。

28、可选地，在根据所述新鲜进气量，获取废气流量和egr率之后，还包括：

29、根据所述新鲜进气量、所述氢气消耗量和所述废气流量，获取发动机总充量。

30、根据本发明的另一方面，提供了一种氢燃料发动机系统，包括氢燃料发动机和发动机控制单元；

31、所述发动机控制单元实现如上所述的氢燃料发动机的进气量获取方法。

32、可选地，所述氢燃料发动机包括多个传感器中的至少一种，所述多个传感器包括：

33、进气氧传感器，位于所述氢燃料发动机的进气管中，用于获取所述进气氧气浓度；

34、排气氧传感器，位于所述氢燃料发动机的排气管中，用于获取所述排气氧气浓度；

35、氢气浓度传感器，位于所述氢燃料发动机的排气管中，用于获取所述排气氢气浓度；

36、氮氧化合物浓度传感器，位于所述氢燃料发动机的排气管中，用于获取所述排气氮氧化合物浓度。

37、本发明实施例提供的一种氢燃料发动机的进气量获取方法及氢燃料发动机系统，氢燃料发动机的进气量获取方法通过氢气喷气量获取氢气消耗量，通过氢气消耗量获取进入氢燃料发动机的新鲜进气量，不受环境因素影响，不会受到氢燃料发动机工况变化的影响，可以得到更准确的进气量，同时本发明的进气量获取方法不需要标定进气效率，不需要设置流量计，提高获取效率，降低成本，减小由于工作量大带来的误差。

38、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，所述第二参数还包括排气氧气浓度；

3.根据权利要求1所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，所述第一参数还包括缸数、发动机转速和工作循环转数；

4.根据权利要求1所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，在根据第二参数，获取新鲜进气量之后，还包括：

5.根据权利要求4所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，在根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量之前，还包括：

6.根据权利要求4所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，在根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量之前，还包括：

7.根据权利要求4所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，在根据第三参数，以及所述新鲜进气量，获取修正新鲜进气量之前，还包括：

8.根据权利要求1所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，在根据第二参数，获取新鲜进气量之后，还包括：

9.根据权利要求8所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，所述第四参数还包括进气氧气浓度；

10.根据权利要求8所述的氢燃料发动机的进气量获取方法，其特征在于，在根据所述新鲜进气量，获取废气流量和egr率之后，还包括：

11.一种氢燃料发动机系统，其特征在于，包括氢燃料发动机和发动机控制单元；

12.根据权利要求11所述的氢燃料发动机系统，其特征在于，所述氢燃料发动机包括多个传感器中的至少一种，所述多个传感器包括：

技术总结本发明公开了一种氢燃料发动机的进气量获取方法及氢燃料发动机系统，涉及发动机控制技术领域。氢燃料发动机的进气量获取方法包括：获取氢气喷气量；根据第一参数，获取氢气消耗量；其中，第一参数包括氢气喷气量；根据第二参数，获取新鲜进气量；其中，第二参数包括氢气消耗量，新鲜进气量是进入氢燃料发动机的气体总量。本发明实施例提供的氢燃料发动机的进气量获取方法，通过氢气消耗量获取进入氢燃料发动机的新鲜进气量，不受环境因素影响，不会受到氢燃料发动机工况变化的影响，可以得到更准确的进气量，同时本发明的进气量获取方法不需要标定进气效率，不需要设置流量计，提高获取效率，降低成本，减小由于工作量大带来的误差。技术研发人员：王政,徐秀华,杨振国,兰权,唐立峰,杨澍受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12