一种多燃料发动机超载保护方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种多燃料发动机超载保护方法、装置和设备。

背景技术

多燃料发动机(例如，双燃料发动机)使用不同的燃料运行时，其燃烧方式有所不同，当使用柴油模式时，为扩散燃烧，当使用燃气模式时，类似于预混燃烧。多燃料发动机在实船上使用时，由于船体表面结垢，螺旋桨碰到礁石变形，缠绕渔网、水上垃圾等情况时，使行船推进阻力变大。与正常行船情况相比，此时如果要使得船舶行驶在相同的航速下，需要更大的主机功率。如果航行阻力过大，则行船搭载的双燃料发动机会超载运行。如果长时间超载运行，则会造成发动机磨损加剧，性能下降，甚至发生机损事故。

如何对多燃料发动机的负载情况进行监控，以保证发动机安全可靠的运行，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种多燃料发动机超载保护方法、装置和设备，以实现对多燃料发动机提供过载保护。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种多燃料发动机超载保护方法，包括：

获取所述多燃料发动机的运行参数；

基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的燃料模式；

获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据；

获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据；

基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，当基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的处于纯柴油模式时，获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据，包括：获取当前油门位置；

获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据，包括：

获取当前发动机转速对应的参考油门位置；

基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑，包括：

判断所述当前油门位置是否大于所述参考油门位置，如果大于，触发保护逻辑，否则，不触发保护逻辑。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，所述参考油门位置包括第一参考油门位置和第二参考油门位置，判断所述当前油门位置是否大于所述参考油门位置，包括：

判断所述当前油门位置是否大于所述第一参考油门位置；

如果大于所述第一参考油门位置时，输出第一预警信号，判断所述当前油门位置是否大于所述第二参考油门位置，当大于所述第二参考油门位置时，表明所述当前油门位置大于所述参考油门位置。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，当大于所述第二参考油门位置时，表明所述当前油门位置大于所述参考油门位置，包括：

当所述当前油门位置大于所述第二参考油门位置时，开始计时，当计时时长达到预设时长，且所述预设时长内当前油门位置持续大于所述第二参考油门位置时，表明所述当前油门位置大于所述参考油门位置。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，所述判断是否触发保护逻辑，包括：

当所述当前油门位置大于所述第二参考油门位置，且计时时长大于预设时长时，触发越控逻辑。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，当基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的处于燃气模式时，获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据，包括：获取当前时刻进气管增压空气压力；

获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据，包括：

获取当前发动机转速对应的参考增压空气压力；

基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑，包括：

判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述参考增压空气压力，如果大于，触发保护逻辑，否则，不触发保护逻辑。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，所述参考增压空气压力包括第一参考增压空气压力和第二参考增压空气压力，判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述参考增压空气压力，包括：

判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述第一参考增压空气压力；

如果大于所述第一参考增压空气压力时，输出第一预警信号，判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述第二参考增压空气压力，当大于所述第二参考增压空气压力时，表明所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力。

可选的，上述多燃料发动机超载保护方法中，当大于所述第二参考增压空气压力时，表明所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力，包括：

当所述当前油门位置大于所述第二参考增压空气压力时，开始计时，当计时时长达到预设时长，且所述预设时长内当前时刻进气管增压空气压力持续大于所述第二参考增压空气压力时，表明所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力。

一种多燃料发动机超载保护装置，包括：

参数采集单元，用于获取所述多燃料发动机的运行参数；

模式分析单元，用于基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的燃料模式；

运行工况分析单元，用于获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据；获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据；基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑。

一种多燃料发动机超载保护设备，包括：

存储器和处理器；所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序，所述程序用于：

获取所述多燃料发动机的运行参数；

基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的燃料模式；

获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据；

获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据；

基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑；

当触发保护逻辑后，检测到所述目标检测数据恢复到正常范围内时，解除保护逻辑。

可选的，上述多燃料发动机超载保护设备中，所述多燃料发动机为具有纯柴油模式和纯燃气模式的双燃料发动机。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案中，在发动机运行时，获取发动机的运行参数，并基于运行参数确定发动机的运行模式，然后再获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据以及参考数据，基于所述目标检测数据以及参考数据的比较结果对发动机的负载工况进行分析，当比较结果表明发动机负载过大时，触发相应的保护逻辑，从而保证了发动机在合理负载范围内运行，防止了发动机因超载而引发的不可修复的故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的多燃料发动机超载保护方法的流程示意图；

图2为本申请另一实施例公开的多燃料发动机超载保护方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例公开的多燃料发动机超载保护方法的流程示意图；

图4为本申请实施例公开的多燃料发动机超载保护装置的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的多燃料发动机超载保护设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了保障多燃料发动机在安全可靠的工况下运行，本申请公开了一种多燃料发动机超载保护方法，在不同的燃料模式下，采用特定的分析逻辑对发动机负载情况进行分析，以防止发动机长时间在高负荷下运行时，给发动机带来不可修复的损伤。

为了便于对不同的燃料模式下的发动机的负载工况进行监测，以保障发动机的安全运行，本申请公开了一种多燃料发动机超载保护方法，其特征在于，包括：步骤S101-S105。

步骤S101：获取所述多燃料发动机的运行参数。

在本步骤中，当多燃料发动机在运行时，通过加载有本方案的设备实施获取发动机的运行参数，这些运行参数为可以直接或间接分析得到发动机的燃料模式的运行参数，通过对这些运行参数进行分析，得到所述发动机的燃料模式，在本方案中，这些运行参数可以由ECU获得，在获取这些运行数据时，可以基于预设的采集频率由所述ECU获取。

步骤S102：基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的燃料模式。

在本步骤中，获取到所述多燃料发动机的运行参数以后，对这些运行数据进行分析，得到发动机的燃料模式，例如，以具有纯柴油模式和纯燃气模式的双燃料发动机而言，在获取所述运行参数以后可以基于这些运行参数确定所述燃料发动机的运行模式。例如，确定其是运行于纯柴油模式或纯燃气模式。

步骤S103：获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据。

在本方案中，针对于不同的燃料模式，本申请设计了不同的监控策略，在对发动机的负载工况进行监控时，用于对发动机的负载工况进行监测的数据称之为目标监测数据，发动机的燃料模式不同，所述目标检测数据对应的具体数据的类型不同。

步骤S104：获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据。

在获取到与所述燃料模式相匹配的目标检测数据之前或之后，获取与所述述目标监测数据相匹配的参考数据，所述参考数据是用于与所述目标检测数据进行对比的数据，其类型与所述目标检测数据的类型相一致。这些参考数据可以预先标定，当需要是直接由标定的MAP图中提取即可。

步骤S105：基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑。

在获取到所述目标检测数据与所述参考数据以后，对所述目标检测数据与所述参考数据进行比较，基于比较结果判断所述发动机是否处于标定的过载模式，如果目标检测数据大于所述参考数据，且差值大于标定值，则表明所述发动机处于标定的过载模式，此时，需要出发发动机保护逻辑，该发动机保护逻辑可以是预先标定的与所述发动机的燃料模式相对应的保护逻辑，当然，各个燃料模式也可以共用一个保护逻辑。

在触发保护逻辑后，继续对所述目标检测数据进行监控，当检测到所述目标检测数据恢复到标定的正常范围内时，表明发动机负载较小，此时可以恢复发动机的运行模式，即解除所述保护逻辑，使得发动机能够正常运行。

由上述实施例公开的技术方案可见，本申请公开的多燃料发动机超载保护方法中，在发动机运行时，获取发动机的运行参数，并基于运行参数确定发动机的运行模式，然后再获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据以及参考数据，基于所述目标检测数据以及参考数据的比较结果对发动机的负载工况进行分析，当比较结果表明发动机负载过大时，触发相应的保护逻辑，从而保证了发动机在合理负载范围内运行，防止了发动机因超载而引发的不可修复的故障。

下面分别以纯柴油模式与纯燃气模式分别对上述方案进行展开介绍。

当基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的处于纯柴油模式时，参见图2，所述获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据，具体为：步骤S201-S203。

步骤S201：获取当前油门位置。

当燃料发动机处于纯柴油模式时，将发动机的踏板开度作为目标监测数据，此时，获取所述燃料发动机的当前油门位置。

所述获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据，具体为：

步骤S202：获取当前发动机转速对应的参考油门位置。

在本方案中，在获取到油门位置以后，将获取油门位置的时刻记为t，通过第一map表获取t时刻所对应的发动机转速，然后再获取与该发动机转速相对应的正常状态下的油门位置。

所述第一map表的建立过程为：

首先在发动机进行标定时，根据发动机的运行曲线，在纯柴油模式下记录不同的发动机转速下对应的油门位置P，然后根据限值分别在P基础上加deltP1，得到第一超负荷预报警限值Pa，在P基础上加deltP2，得到第二超负荷报警限值Pb，例如，所述第一map图如下：

在本方案中，将所述第二超负荷报警限值Pb作为所述参考油门位置。

所述基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑，具体为：

步骤S203：判断所述当前油门位置是否大于所述参考油门位置，如果大于，触发保护逻辑，否则，不触发保护逻辑。

本步骤中，在获取到所述发动机的当前油门位置以后，将所述当前油门位置与上述参考油门位置(第二超负荷报警限值Pb)进行比较，如果所述当前油门位置大于所述参考油门位置，则认定所述发动机负载过高，触发保护逻辑，如果当前油门位置不大于所述参考油门位置，则表明所述发动机负载在允许承受的范围内，不触发保护逻辑。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，为了在发动机的负载超过上限值之前(当前油门位置大于所述参考油门位置时对应的负荷)，对用户进行及时提醒，以提醒用户负载即将招标，在本方案中，所述参考油门位置可以包括第一参考油门位置和第二参考油门位置，所述第一参考油门位置可以理解为上文中的第一超负荷预报警限值Pa，此时，所述第二参考油门位置为上文中的第二超负荷报警限值Pb，此时，判断所述当前油门位置是否大于所述参考油门位置，具体包括：

判断所述当前油门位置是否大于所述第一参考油门位置(第一超负荷预报警限值Pa)，如果所述当前油门位置大于所述第一参考油门位置时，输出第一预警信号，所述第一预警信号可以由ECU输出，通过该第一预警信号对用户进行发动机超载预预警，然后，继续判断所述当前油门位置是否大于所述第二参考油门位置(第二超负荷报警限值Pb)，当当前油门位置大于所述第二参考油门位置时，表明所述当前油门位置大于所述参考油门位置，发动机负载过大，需要触发保护逻辑。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，考虑到所述当前油门位置大于所述参考油门位置时的情况，可以是由于用户在某一瞬间突踩油门导致的，此时并不能准确表征发动机负载过大，针对于这种情况，本申请上述实施例公开的技术方案中，当大于所述第二参考油门位置时，表明所述当前油门位置大于所述参考油门位置，具体为：

当所述当前油门位置大于所述第二参考油门位置时，开始计时，当计时时长达到预设时长，且所述预设时长内当前油门位置持续大于所述第二参考油门位置时，表明所述当前油门位置大于所述参考油门位置。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，所谓的保护逻辑可以指的是越控逻辑，在触发所述保护逻辑时，发动机触发越控功能，所谓的越控，指的是当主机因发生某种故障而出现自动降速或者自动停车时，为了船舶的安全，迫使主机继续运行而采取的一种应急措施。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，如果检测到当计时时长达到预设时长，但保护逻辑未被触发，或保护逻辑触发后，发动机没有触发越控功能时，控制发动机降速。在控制发动机降速时，可以通过主动降低油门开度的方式控制发动机降速，此时，检测到所述当前油门位置恢复到预设的正常油门开度范围内以后，解除系统对发动机的降速控制。

与上述纯柴油模式相对应，当基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的处于纯燃气模式时，参见图3，当基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的处于燃气模式时，获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据，具体为：步骤S301：获取当前时刻进气管增压空气压力；

即，当发动机运行模式为燃气模式时，ECU监测进气管增压空气压力获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据，包括：

步骤S302：获取当前发动机转速对应的参考增压空气压力；

与纯柴油模式相对应，本方案中，同样需要预先根据发动机的运行曲线，在燃气模式下记录不同转速下对应的进气管增压空气压力Q，在Q基础上加deltQ1，得到超负荷预报警限值Qa，在Q基础上加deltQ2，得到超负荷报警限值Qb，MAP如下

基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑，包括：

步骤S303：判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述参考增压空气压力，如果大于，触发保护逻辑，否则，不触发保护逻辑。

与纯柴油模式相对应，此时，当所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力(Qb)时，表明当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力，触发保护逻辑，否则，不触发保护逻辑。

与上述纯柴油模式相对应，所述参考增压空气压力包括第一参考增压空气压力和第二参考增压空气压力，判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述参考增压空气压力，包括：

判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述第一参考增压空气压力；

如果大于所述第一参考增压空气压力时，输出第一预警信号，判断所述当前时刻进气管增压空气压力是否大于所述第二参考增压空气压力，当大于所述第二参考增压空气压力时，表明所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力。

与上述纯柴油模式相对应，当大于所述第二参考增压空气压力时，表明所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力，包括：

当所述当前油门位置大于所述第二参考增压空气压力时，开始计时，当计时时长达到预设时长，且所述预设时长内当前时刻进气管增压空气压力持续大于所述第二参考增压空气压力时，表明所述当前时刻进气管增压空气压力大于所述参考增压空气压力。

与上述纯柴油模式相对应，如果检测到当计时时长达到预设时长，但保护逻辑未被触发，或保护逻辑触发后，发动机没有触发越控功能时，控制发动机降速。在控制发动机降速时，可以通过主动降低增压空气压力的方式控制发动机降速，此时，检测到所述当前增压空气压力恢复到预设的正常增压空气压力范围内以后，解除系统对发动机的降速控制。

对应于上述方法，本实施例中，参见图4，本申请还公开了一种多燃料发动机超载保护装置，装置中的各个单元的具体工作内容，请参见上述方法实施例的内容，下面对本发明实施例提供的多燃料发动机超载保护装置进行描述，下文描述的多燃料发动机超载保护装置与上文描述的多燃料发动机超载保护方法可相互对应参照。

参见图4，该装置可以包括：

参数采集单元A，其与上述方法中步骤S101相对应，用于获取所述多燃料发动机的运行参数；

模式分析单元B，其与上述方法中步骤S102相对应，用于基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的燃料模式；

运行工况分析单元C，其与上述方法中步骤S103-S105相对应，用于获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据；获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据；基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑。

与上述方法相对应，所述运行工况分析单元C，还用于：在纯柴油模式时，如果检测到当计时时长达到预设时长，但保护逻辑未被触发，或保护逻辑触发后，发动机没有触发越控功能时，控制发动机降速。在控制发动机降速时，可以通过主动降低油门开度的方式控制发动机降速，此时，检测到所述当前油门位置恢复到预设的正常油门开度范围内以后，解除系统对发动机的降速控制。

与上述方法相对应，所述运行工况分析单元C，还用于：在纯燃气模式时，如果检测到当计时时长达到预设时长，但保护逻辑未被触发，或保护逻辑触发后，发动机没有触发越控功能时，控制发动机降速。在控制发动机降速时，可以通过主动降低增压空气压力的方式控制发动机降速，此时，检测到所述当前增压空气压力恢复到预设的正常增压空气压力范围内以后，解除系统对发动机的降速控制。

参见图5，本申请还公开了一种多燃料发动机超载保护设备，

参见图5所示，可以包括：至少一个处理器100，至少一个通信接口200，至少一个存储器300和至少一个通信总线400；

在本发明实施例中，处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个，且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信；显然，图5所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的；

可选的，通信接口200可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口；

处理器100可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器300可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

其中，处理器100具体用于：

获取所述多燃料发动机的运行参数；

基于所述运行参数确定所述多燃料发动机的燃料模式；

获取与所述燃料模式相匹配的目标检测数据；

获取与所述目标监测数据相匹配的参考数据；

基于所述目标检测数据与所述参考数据的比较结果，判断是否触发保护逻辑；

当触发保护逻辑后，检测到所述目标检测数据恢复到正常范围内时，解除保护逻辑。

当然，所述处理器还用于执行本申请上述其他实施例公开的方法步骤，在此不再进行累述。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。