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CN111636971A - 一种发动机喷油控制方法 - Google Patents

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阎全忠
王剑
王长江
饶译鹏
王世强
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Hanteng New Energy Automobile Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种发动机喷油控制方法，包括以下步骤：S1、标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能与曲轴输出动能的关系；S2、根据曲轴输出动能效率曲线，标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系；S3、根据发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图，制定喷油控制策略并将其存入发动机管理系统。本发明通过控制气缸内气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线重合，这样可进一步精确地控制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时的喷油百分数，从而可以有效地提高发动机燃油效率，改善发动机动力性、经济性和排放水平。

Description

一种发动机喷油控制方法
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体是涉及一种发动机喷油控制方法。
背景技术
发动机燃油喷射系统是汽油发动机的重要组成部分之一，其喷油脉宽和喷油相位也是影响发动机工作性能的重要参数之一。现有发动机燃油喷射系统一般根据工况来对发动机喷油进行控制，即在不同工况下采用不同的发动机喷油脉宽和喷油相位，然而其瞬态反应能力无法满足实际复杂多变的工况，致使其动力性、经济性和排放水平与理论相距很大。
为改善发动机工作性能及寻求最佳喷油脉宽和喷油相位，在中国发明专利CN201810759623.5(分案原申请为CN 201610748499.3)的说明书中公开了一种基于发动机循环的发动机喷油控制方法，该控制方法包括以下步骤：a)判断发动机的运行工况，b)根据所判断的发动机运行工况，对发动机在该工况下的每一个工作循环的喷油量进行单独控制。然而，现有技术不仅并未真正细化到发动机的每个工作循化，而且也未体现喷油脉宽及喷油相位与发动机输出扭矩之间的关系。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种发动机喷油控制方法，通过控制气缸内气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线重合的方式来提高发动机燃油效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机喷油控制方法，包括以下步骤：
S1、标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能与曲轴输出动能的关系；
S2、根据曲轴输出动能效率曲线，标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系。
更优的，所述步骤S1中标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能与曲轴输出动能的关系的方法为：
S11、在发动机试验台架上安装一个具有无盖气缸及曲柄连杆机构的样机；
S12、在活塞顶部施加一个与气缸轴心平行且与活塞顶部垂直的作用力FA，同时测定曲轴上连杆轴颈处平衡作用力FA的切向力FB；
S13、绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时气缸内作用力FA与曲轴上连杆轴颈处切向力FB的关系图；
S14、在活塞顶部施加一个与气缸轴心平行且与活塞顶部垂直的作用力FA并使活塞位移LA，同时测定曲轴上连杆轴颈处平衡作用力FA的切向力FB及其旋转弧度LB；
S15、绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能FALA与曲轴输出动能FBLB的关系图，即获得曲轴输出动能效率曲线。
更优的，所述步骤S2中标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系的方法为：
S21、在发动机试验台架上安装一个具有燃烧气缸及曲柄连杆机构的样机，所述样机与发电机连接；
S22、启动样机使之匀速运转，同时根据曲轴输出动能效率曲线分配发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时的喷油量百分数；
S23、测定燃烧气缸内气体压力曲线，若该气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线一致，则绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图；否则，调整活塞处于不同位置时的喷油量百分数，直至气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线一致。
更优的，还包括以下步骤：根据发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图，制定喷油控制策略并将其存入发动机管理系统。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：通过控制气缸内气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线重合，这样可进一步精确地控制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时的喷油百分数，从而可以有效地提高发动机燃油效率，改善发动机动力性、经济性和排放水平。
附图说明
图1为本发明一种发动机喷油控制方法的流程图。
图2为曲轴输出动能效率曲线的示意图。
图3为无盖气缸及曲柄连杆机构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步地说明。
如图1所示为本发明一种发动机喷油控制方法的流程图。如图所示，本实施例中的发动机喷油控制方法可基于现有四冲程活塞往复循环式汽油发动机，其中发动机燃烧过程基本上处于压缩终了及做功行程，而发动机喷油过程处于压缩上止点附近。为提高发动机燃油效率，就必须控制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时的发动机喷油量，故此提供了一种瞬态反应能力强且能有效地提高发动机燃油效率的发动机喷油控制方法，该控制方法包括以下步骤：
步骤1、标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能与曲轴输出动能的关系。其标定过程如下：
S11、在发动机试验台架上安装一个具有无盖气缸及曲柄连杆机构的样机，如图3所示。
S12、在活塞顶部施加一个与气缸轴心平行且与活塞顶部垂直的作用力FA，同时测定曲轴上连杆轴颈处(即B点)为平衡作用力FA的切向力FB，即实际驱动曲轴旋转的力。
S13、绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时气缸内作用力FA与曲轴上连杆轴颈处切向力FB的关系图，这样就可精确地获取活塞处于不同位置时实际驱动曲线旋转的力。
S14、在活塞顶部施加一个与气缸轴心平行且与活塞顶部垂直的作用力FA并使活塞位移设定距离LA，同时测定曲轴上连杆轴颈处为平衡作用力FA的切向力FB及其旋转弧度LB，即实际驱动曲轴旋转的力及其距离，该距离可通过曲轴转角及曲柄半径计算得出。
S15、绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能FALA与曲轴输出动能FBLB的关系图，此时即可获得曲轴输出动能效率曲线，如图2所示。
步骤2、根据曲轴输出动能效率曲线，标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系。其标定过程如下：
S21、在发动机试验台架上安装一个具有封闭的燃烧气缸及曲柄连杆机构的样机，该样机可与发电机连接。
S22、启动发电机及样机，使样机匀速稳定地运转，同时根据步骤S15中的曲轴输出动能效率曲线分配发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时的喷油量百分数，即将喷油过程细化到燃烧过程中活塞所处的各个位置，这样就可对曲轴实际输出动能要求作出瞬态反应，从而可以有效地提高发动机燃油效率。
S23、测定燃烧气缸内气体压力曲线，若该气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线保持一致，则绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图；否则，调整活塞处于不同位置时的喷油量百分数，直至气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线一致位置。
步骤3、根据发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图，制定相应的可瞬态反应的喷油控制策略并将其存入发动机管理系统中，以备发动机ECU在发动机工作时精确地控制喷油过程。
本发明通过控制气缸内气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线重合，这样可进一步精确地控制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时的喷油百分数，即可对曲轴实际输出动能要求或者发动机扭矩要求作出瞬态反应，从而可以有效地提高发动机燃油效率，改善发动机动力性、经济性和排放水平。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种发动机喷油控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能与曲轴输出动能的关系；
S2、根据曲轴输出动能效率曲线，标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系。
2.根据权利要求1所述的一种发动机喷油控制方法，其特征在于，所述步骤S1中标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能与曲轴输出动能的关系的方法为：
S11、在发动机试验台架上安装一个具有无盖气缸及曲柄连杆机构的样机；
S12、在活塞顶部施加一个与气缸轴心平行且与活塞顶部垂直的作用力FA，同时测定曲轴上连杆轴颈处平衡作用力FA的切向力FB；
S13、绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时气缸内作用力FA与曲轴上连杆轴颈处切向力FB的关系图；
S14、在活塞顶部施加一个与气缸轴心平行且与活塞顶部垂直的作用力FA并使活塞位移LA，同时测定曲轴上连杆轴颈处平衡作用力FA的切向力FB及其旋转弧度LB；
S15、绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时活塞动能FALA与曲轴输出动能FBLB的关系图，即获得曲轴输出动能效率曲线。
3.根据权利要求2所述的一种发动机喷油控制方法，其特征在于，所述步骤S2中标定发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系的方法为：
S21、在发动机试验台架上安装一个具有燃烧气缸及曲柄连杆机构的样机，所述样机与发电机连接；
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S23、测定燃烧气缸内气体压力曲线，若该气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线一致，则绘制发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图；否则，调整活塞处于不同位置时的喷油量百分数，直至气体压力曲线与曲轴输出动能效率曲线一致。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种发动机喷油控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据发动机在燃烧过程中活塞处于不同位置时发动机喷油量与气缸内气体压力的关系图，制定喷油控制策略并将其存入发动机管理系统。
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