本發(fā)明涉及氫發(fā)動機，尤其涉及一種氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理方法、氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理裝置及氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、由于氫氣點火能量低、極易點燃的特點，氫發(fā)動機容易出現(xiàn)早燃。早燃是指在正常點火之前，混合氣達到自燃條件發(fā)生大面積自燃現(xiàn)象的非正常燃燒。早燃通常是由缸內(nèi)機油殘留、燃燒顆粒物殘留、金屬凸尖及狹縫中殘留氫氣火焰等因素形成局部熱點所致，這些局部熱點持續(xù)升溫，最終在火花塞放電之前將氫氣引燃，從而引發(fā)早燃現(xiàn)象。早燃發(fā)生時，一般會產(chǎn)生很高的燃燒溫度和壓力，它會直接影響發(fā)動機負荷的提升，初期的早燃并不會對發(fā)動機造成毀滅性損傷，但是如果沒有及時發(fā)現(xiàn)并進行處理，持續(xù)的早燃會惡化發(fā)動機燃燒室內(nèi)的燃燒條件，直至出現(xiàn)爆震或者超級爆震，以致?lián)p害發(fā)動機。

2、針對氫氣發(fā)動機具有高壓縮比極易發(fā)生早燃的現(xiàn)象，現(xiàn)有的技術(shù)手段主要是通過發(fā)動機上的爆震傳感器，該技術(shù)手段只能在氫發(fā)動機因長時間早燃而引發(fā)爆震或超級爆震現(xiàn)象后才能進行識別。無法及時對早燃現(xiàn)象做出識別及相應(yīng)處理。同時因為氫發(fā)動機各缸的燃料混合均勻性不同，及各缸進氣道存在著差異。導(dǎo)致每缸的燃燒均勻性不一致，各缸發(fā)生早燃的幾率也不盡相同，現(xiàn)有的技術(shù)無法識別出具體是哪個氣缸發(fā)生早燃，故只能對所有氣缸統(tǒng)一減少噴氫量和推遲點火角等，這種方法會在很大程度上降低發(fā)動機的扭矩，影響整車駕駛性能。因此，亟需一種能夠在氫發(fā)動機早燃初期進行識別并進行處理的方法，該方法需要能判斷出具體哪個氣缸發(fā)生早燃并對其進行針對處理。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理方法、氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理裝置及氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理系統(tǒng)，能夠識別出發(fā)生早燃現(xiàn)象的氣缸并進行處理，迅速解決早燃的問題，更好的保護發(fā)動機。

2、作為本發(fā)明的第一個方面，提供一種氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理方法，所述氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理方法包括：

3、步驟s1：當氫發(fā)動機正常工作時，獲取當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中一定時間段內(nèi)的整車檔位信號d和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n，并判斷該一定時間段內(nèi)的所述整車檔位信號d是否無變化且該一定時間段內(nèi)的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n是否異常波動；

4、步驟s2：當所述整車檔位信號d無變化且所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n異常波動時，獲取當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中該一定時間段結(jié)束時的爆震信號實際值k和氫氣流量實際值q氫氣?，并根據(jù)該一定時間段結(jié)束時的氫氣流量實際值q氫氣和預(yù)設(shè)的氫氣流量閾值q，氫氣計算出該一定時間段結(jié)束時的氫氣流量實際誤差值q，然后判斷所述爆震信號實際值k是否小于等于預(yù)設(shè)的爆震信號閾值kmin且所述氫氣流量實際誤差值q是否小于等于預(yù)設(shè)的氫氣流量誤差閾值qmin；

5、步驟s3：當所述爆震信號實際值k小于等于所述爆震信號閾值kmin且所述氫氣流量實際誤差值q小于等于所述氫氣流量誤差閾值qmin時，獲取當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中該一定時間段結(jié)束時的排氣溫度實際值t排氣、冷卻液溫度實際值t液和機油溫度實際值t機油，并判斷所述排氣溫度實際值t排氣是否大于等于預(yù)設(shè)的排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液是否大于等于預(yù)設(shè)的冷卻液溫度閾值t，液且所述機油溫度實際值t機油是否大于等于預(yù)設(shè)的機油溫度閾值t，機油；

6、步驟s4：當所述排氣溫度實際值t排氣大于等于所述排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液大于等于所述冷卻液溫度閾值t，液且所述機油溫度實際值t機油大于等于所述機油溫度閾值t，機油時，確定出當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中發(fā)生早燃現(xiàn)象的目標氣缸；

7、步驟s5：根據(jù)當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中該一定時間段結(jié)束時的所述排氣溫度實際值t排氣、所述冷卻液溫度實際值t液、所述機油溫度實際值t機油、所述排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度閾值t，液和所述機油溫度閾值t，機油計算出當前發(fā)動機工作循環(huán)周期的發(fā)動機溫度總變化值δt；

8、步驟s6：根據(jù)所述當前發(fā)動機工作循環(huán)周期的發(fā)動機溫度總變化值δt確定出下一發(fā)動機工作循環(huán)周期的目標噴氫量、目標廢氣旁通閥開度和目標節(jié)氣門開度，并在下一發(fā)動機工作循環(huán)周期內(nèi)控制所述目標氣缸的氫氣噴嘴、渦輪增壓器和節(jié)氣門分別按照所述目標噴氫量、目標廢氣旁通閥開度和目標節(jié)氣門開度進行工作。

9、進一步地，所述步驟s1之前，包括：

10、判斷氫發(fā)動機是否存在故障；當氫發(fā)動機存在故障時，結(jié)束氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理；當氫發(fā)動機未存在故障時，即氫發(fā)動機正常工作時，執(zhí)行步驟s1。

11、進一步地，所述判斷該一定時間段內(nèi)的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n是否異常波動中，還包括：

12、當該一定時間段內(nèi)的所述整車檔位信號d無變化時，將該一定時間段內(nèi)的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n與預(yù)設(shè)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號基準值n基準之間的差值作為該一定時間段內(nèi)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號波動值，然后確定出該一定時間段內(nèi)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號最大波動值n波動max；

13、將該一定時間段內(nèi)的所述整車檔位信號d與所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號最大波動值n波動max相乘，以計算出該一定時間段內(nèi)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際異常波動值p=d·n波動max，并判斷所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際異常波動值p是否大于等于預(yù)設(shè)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號異常波動閾值pmax；

14、當所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際異常波動值p大于等于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號異常波動閾值pmax時，代表該一定時間段內(nèi)的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n異常波動，執(zhí)行步驟s2；反之，代表該一定時間段內(nèi)的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n未異常波動，結(jié)束氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理。

15、進一步地，所述判斷所述爆震信號實際值k是否小于等于預(yù)設(shè)的爆震信號閾值kmin且所述氫氣流量實際誤差值q是否小于等于預(yù)設(shè)的氫氣流量誤差閾值qmin中，還包括：

16、當所述爆震信號實際值k大于所述爆震信號閾值kmin或者所述氫氣流量實際誤差值q大于所述氫氣流量誤差閾值qmin時，結(jié)束氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理。

17、進一步地，所述判斷所述排氣溫度實際值t排氣是否大于等于預(yù)設(shè)的排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液是否大于等于預(yù)設(shè)的冷卻液溫度閾值t，液且所述機油溫度實際值t機油是否大于等于預(yù)設(shè)的機油溫度閾值t，機油中，還包括：

18、當所述排氣溫度實際值t排氣小于所述排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液小于所述冷卻液溫度閾值t，液或者所述機油溫度實際值t機油小于所述機油溫度閾值t，機油時，結(jié)束氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理。

19、進一步地，所述步驟s4中，還包括：

20、當所述排氣溫度實際值t排氣大于等于所述排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液大于等于所述冷卻液溫度閾值t，液且所述機油溫度實際值t機油大于等于所述機油溫度閾值t，機油時，獲取整個所述當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n和曲軸轉(zhuǎn)角信號實際值g；

21、將當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n與預(yù)設(shè)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號最低值nmin進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果從所述當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n中選取出小于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號最低值nmin的目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n，然后確定出所述目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n對應(yīng)的目標曲軸轉(zhuǎn)角信號實際值g；

22、根據(jù)目標曲軸轉(zhuǎn)角信號實際值g確定出當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中發(fā)生早燃現(xiàn)象的目標氣缸。

23、進一步地，所述步驟s5中，還包括：

24、所述當前發(fā)動機工作循環(huán)周期的發(fā)動機溫度總變化值δt的計算公式如下：

25、δt=δt排氣+δt液+δt機油，

26、其中，δt排氣=n排氣·（t排氣-t，排氣），δt液=n液·（t液-t，液)，δt機油=n機油·(t機油-t，機油）；n排氣、n液、n機油分別為排氣溫度系數(shù)、冷卻液溫度系數(shù)、機油溫度系數(shù)。

27、進一步地，所述步驟s6中，還包括：

28、在下一發(fā)動機工作循環(huán)周期內(nèi)控制所述目標氣缸的氫氣噴嘴、渦輪增壓器和節(jié)氣門分別按照所述目標噴氫量、目標廢氣旁通閥開度和目標節(jié)氣門開度進行工作后，判斷下一發(fā)動機工作循環(huán)周期內(nèi)的排氣溫度實際值t排氣是否小于所述排氣溫度閾值t，排氣、冷卻液溫度實際值t液是否小于所述冷卻液溫度閾值t，液或機油溫度實際值t機油是否小于所述機油溫度閾值t，機油；

29、當下一發(fā)動機工作循環(huán)周期內(nèi)的排氣溫度實際值t排氣小于所述排氣溫度閾值t，排氣、冷卻液溫度實際值t液小于所述冷卻液溫度閾值t，液或機油溫度實際值t機油小于所述機油溫度閾值t，機油時，結(jié)束氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理；反之，則進行預(yù)警和限扭。

30、作為本發(fā)明的另一個方面，提供一種氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理裝置，用于實現(xiàn)前文所述的氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理方法，所述氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理裝置包括：

31、第一判斷模塊，用于當氫發(fā)動機正常工作時，獲取當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中一定時間段內(nèi)的整車檔位信號d和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n，并判斷該一定時間段內(nèi)的所述整車檔位信號d是否無變化且該一定時間段內(nèi)的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n是否異常波動；

32、第二判斷模塊，用于當所述整車檔位信號d無變化且所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n異常波動時，獲取當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中該一定時間段結(jié)束時的爆震信號實際值k和氫氣流量實際值q氫氣?，并根據(jù)該一定時間段結(jié)束時的氫氣流量實際值q氫氣和預(yù)設(shè)的氫氣流量閾值q，氫氣計算出該一定時間段結(jié)束時的氫氣流量實際誤差值q，然后判斷所述爆震信號實際值k是否小于等于預(yù)設(shè)的爆震信號閾值kmin且所述氫氣流量實際誤差值q是否小于等于預(yù)設(shè)的氫氣流量誤差閾值qmin；

33、第三判斷模塊，用于當所述爆震信號實際值k小于等于所述爆震信號閾值kmin且所述氫氣流量實際誤差值q小于等于所述氫氣流量誤差閾值qmin時，獲取當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中該一定時間段結(jié)束時的排氣溫度實際值t排氣、冷卻液溫度實際值t液和機油溫度實際值t機油，并判斷所述排氣溫度實際值t排氣是否大于等于預(yù)設(shè)的排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液是否大于等于預(yù)設(shè)的冷卻液溫度閾值t，液且所述機油溫度實際值t機油是否大于等于預(yù)設(shè)的機油溫度閾值t，機油；

34、確定模塊，用于當所述排氣溫度實際值t排氣大于等于所述排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度實際值t液大于等于所述冷卻液溫度閾值t，液且所述機油溫度實際值t機油大于等于所述機油溫度閾值t，機油時，確定出當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中發(fā)生早燃現(xiàn)象的目標氣缸；

35、計算模塊，用于根據(jù)當前發(fā)動機工作循環(huán)周期中該一定時間段結(jié)束時的所述排氣溫度實際值t排氣、所述冷卻液溫度實際值t液、所述機油溫度實際值t機油、所述排氣溫度閾值t，排氣、所述冷卻液溫度閾值t，液和所述機油溫度閾值t，機油計算出當前發(fā)動機工作循環(huán)周期的發(fā)動機溫度總變化值δt；

36、控制模塊，用于根據(jù)所述當前發(fā)動機工作循環(huán)周期的發(fā)動機溫度總變化值δt確定出下一發(fā)動機工作循環(huán)周期的目標噴氫量、目標廢氣旁通閥開度和目標節(jié)氣門開度，并在下一發(fā)動機工作循環(huán)周期內(nèi)控制所述目標氣缸的氫氣噴嘴、渦輪增壓器和節(jié)氣門分別按照所述目標噴氫量、目標廢氣旁通閥開度和目標節(jié)氣門開度進行工作。

37、作為本發(fā)明的另一個方面，提供一種氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理系統(tǒng)，包括：檔位識別模塊、轉(zhuǎn)速傳感器、氫氣流量傳感器、爆震傳感器、排氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、機油溫度傳感器、曲軸位置傳感器、氫氣噴嘴、渦輪增壓器、節(jié)氣門和電子控制單元，所述檔位識別模塊、轉(zhuǎn)速傳感器、氫氣流量傳感器、爆震傳感器、排氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、機油溫度傳感器、曲軸位置傳感器、氫氣噴嘴、渦輪增壓器和節(jié)氣門均與所述電子控制單元相連接，所述電子控制單元包括前文所述的氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理裝置；

38、其中，所述檔位識別模塊安裝在整車的變速器上，用于實時識別整車檔位信號d，并將識別到的所述整車檔位信號d發(fā)送給所述電子控制單元；

39、其中，所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝在氫發(fā)動機的曲軸皮帶輪上，用于實時檢測氫發(fā)動機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n，并將檢測到的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號實際值n發(fā)送給所述電子控制單元；

40、其中，所述氫氣流量傳感器安裝在氫發(fā)動機的進氣歧管上，用于實時檢測氫發(fā)動機的進氣歧管上各個氫氣噴嘴噴出的氫氣流量實際值q氫氣，并將檢測到的所述氫氣流量實際值q氫氣?發(fā)送給所述電子控制單元；

41、其中，所述爆震傳感器安裝在氫發(fā)動機的缸體的進氣側(cè)，用于實時檢測氫發(fā)動機的爆震信號實際值k，并將檢測到的所述爆震信號實際值k發(fā)送給所述電子控制單元；

42、其中，所述排氣溫度傳感器安裝在氫發(fā)動機的排氣歧管上，用于實時檢測氫發(fā)動機的排氣溫度實際值t排氣，并將檢測到的所述排氣溫度實際值t排氣發(fā)送給所述電子控制單元；

43、其中，所述冷卻液溫度傳感器安裝在氫發(fā)動機的節(jié)溫器上，用于實時檢測氫發(fā)動機的冷卻液溫度實際值t液，并將檢測到的所述冷卻液溫度實際值t液發(fā)送給所述電子控制單元；

44、其中，所述機油溫度傳感器安裝在氫氣發(fā)動機的主油道上，用于實時檢測氫發(fā)動機的機油溫度實際值t機油，并將檢測到的所述機油溫度實際值t機油發(fā)送給所述電子控制單元；

45、其中，所述曲軸位置傳感器安裝在氫發(fā)動機的曲軸后端，用于實時檢測氫發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)角信號實際值g，并將檢測到的所述曲軸轉(zhuǎn)角信號實際值g發(fā)送給所述電子控制單元；

46、其中，所述氫氣噴嘴安裝在氫發(fā)動機的各個進氣歧管上或者各個氣缸內(nèi)，能夠按照所述目標噴氫量調(diào)整進入發(fā)動機氣缸的氫氣流量；

47、其中，所述渦輪增壓器安裝在氫發(fā)動機的排氣管與進氣總管之間，能夠按照所述目標廢氣旁通閥開度調(diào)整進入發(fā)動機氣缸的空氣壓力；

48、其中，所述節(jié)氣門安裝在氫發(fā)動機的進氣總管與進氣歧管之間，能夠按照所述目標節(jié)氣門開度調(diào)整進入發(fā)動機氣缸的空氣流量。

49、本發(fā)明提供的氫發(fā)動機早燃現(xiàn)象的識別和處理方法，具有以下有益效果：

50、（1）可在整車上通過轉(zhuǎn)速傳感器和檔位識別模塊識別轉(zhuǎn)速的異常變化，及后續(xù)通過對發(fā)動機上各個傳感器輸出信號值的分析對早燃現(xiàn)象進行識別，該早燃現(xiàn)象識別方式準確率高，識別速度快，可直接在整車運行時進行識別；

51、（2）早燃判定模塊可基于轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號和發(fā)動機曲軸傳感器輸出的曲軸轉(zhuǎn)角信號判斷出具體是哪幾個氣缸發(fā)生了早燃現(xiàn)象；

52、（3）可基于識別到的早燃現(xiàn)象進行早燃嚴重程度判斷，通過執(zhí)行器修正計算模塊立即對噴氫量、空氣進氣壓力、空氣進氣流量進行調(diào)整，迅速解決早燃的問題，更好的保護發(fā)動機。