潍柴动力获喷油控制发明专利:以双模型空燃比策略提升扭矩精度与减排表现

(问题)重型车辆及多场景工况下,发动机既要兼顾动力响应和驾驶平顺性,又要满足日益严格的排放要求。但在实际运行中——空气系统存在响应滞后——空燃比变化与喷油策略调整往往不同步,容易造成扭矩波动、可调空间受限,动力可控性下降,并可能带来烟度上升等排放问题。如何在复杂工况下同时做好扭矩精细控制与排放约束协同,仍是行业持续关注的核心难题。 (原因)行业普遍面临的挑战在于:发动机控制需要在动力性、经济性和排放之间动态权衡,而空气系统的滞后会深入放大控制难度。若传统策略仅基于单一模型或单一空燃比目标来计算喷油量,在部分工况下可能出现响应不够及时或控制不够稳定,导致可用的扭矩调节幅度不足。尤其在以空燃比为核心的控制区间,如果喷油量与空燃比目标匹配不够灵活,过渡阶段更容易出现波动,影响整机表现。 (影响)据公开信息,潍柴动力此次获得授权的发明专利聚焦“车辆及其喷油控制方法和装置”。其方法是按发动机工作模式进行差异化控制:当发动机处于正常工作模式时,计算第一空燃比,并基于第一控制模型确定主喷油量与后喷油量;当进入空燃比控制模式时,调用预设的第二空燃比,并通过第二控制模型重新计算喷油量。通过在不同模式下切换空燃比目标与控制模型,该方案意在减轻空气系统滞后带来的限制,扩大扭矩可调范围,实现更稳定、更精准的扭矩控制,同时降低烟度。对于商用车、工程机械等对动力响应与排放一致性要求更高的应用领域,这类策略优化具备明确的工程意义:既有助于提升加速、换挡、爬坡等典型工况下的可控性,也有望在保证动力输出的同时改善排放表现与运行稳定性。 (对策)控制策略的迭代离不开持续投入与体系化研发支撑。财务数据显示,公司2025年上半年研发投入为41.35亿元,虽同比有所回落,但投入规模仍处高位。专利上,今年以来公司已获得271项专利授权,同比增长1.5%。经营层面,其对外投资覆盖65家企业,累计参与招投标项目达13915次,显示出在产业链协同、市场拓展与项目获取上的持续活跃。业内人士认为,发动机控制策略的专利布局通常不只服务单一产品升级,也会与整车匹配、标定能力、控制软件平台化等能力建设相互支撑;同时,投资与项目实践带来的数据和应用反馈,也会反过来推动控制策略优化与工程化落地。 (前景)在“双碳”目标与排放标准持续升级的背景下,内燃动力系统在提效与减排上的现实需求仍然存在。未来一段时间,发动机控制将更强调多模型、多目标与多工况自适应,喷油策略与空气管理、后处理系统的协同控制也将进一步细化、系统化。此次专利体现的“按工作模式切换控制模型与空燃比目标”的思路,为提升扭矩调节精度、降低烟度提供了一条可行路径。随着有关策略在整机平台上的标定验证与规模化应用推进,其对整车能耗、排放一致性和用户体验的综合改善值得持续关注。另外,动力系统竞争也正从单点硬件比拼,转向“控制算法+系统集成+数据标定能力”的综合较量,企业能否将专利快速转化为稳定、可量产的产品能力,将成为竞争分化的关键。

从单一产品创新到更系统的技术突破,潍柴动力的发展路径折射出我国装备制造企业向价值链高端迈进的过程;在“双碳”目标推动产业升级的背景下——以核心技术自主可控为支点——中国制造正在加快从规模优势向质量优势转变。技术迭代虽不喧哗,但其积累效应正在显现,未来或将改变全球动力装备产业的竞争格局。