CN106089466B - 一种实现喷油器喷射控制策略的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现喷油器喷射控制策略方法，该方法是：在发动机运行过程中，ECU控制喷油器预喷油电磁开关、喷油器后喷油电磁开关、喷油器主喷油电磁开关的通断，从而喷油器预喷油电磁铁、喷油器后喷油电磁铁、喷油器主喷油电磁铁通电，改变喷油器预喷油电磁铁、喷油器后喷油电磁铁、喷油器主喷油电磁铁的磁性，在电磁力的作用下，喷油器预喷油杆、喷油器后喷油杆、喷油器主喷油杆向上运动，实现预喷射、后喷射、主喷射。本发明实现了喷油器多次精准喷射，能控制燃烧相位和燃烧温度，实现燃油充分燃烧，提高缸内热工转化效率，提高燃油能量的利用率，同时实现缸内清洁燃烧，降低污染物的生成，实现节能减排。

Description

一种实现喷油器喷射控制策略的方法

技术领域

本发明涉及一种缸内直喷汽油机喷油器喷油控制策略的方法,尤其涉及一种实现喷油器喷射控制策略的方法。

背景技术

国务院发布《规划》，明确了我国汽车节能标准的整体目标，要求2020年当年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0L/100km；随着国家对内燃机节能减排的深入，对内燃机的油耗经济性与排放性能提出了更高的要求，内燃机的节能与减排要从源头控制，即从发动机核心的燃烧控制来控制，来实现清洁燃烧与低排放物生成；而燃烧相位的控制对喷油器的控制策略，喷射方式有着更严格的要求，采用多次喷射即采用预喷、主喷、后喷等控制方式，实现喷油器多次精准喷射，精准控制；提高喷射压力，提高喷油贯穿距离，细化喷油颗粒，强化喷油雾化效果，实现喷油微粒与新鲜空气的最佳均匀混合；在缸内活塞向上止点运行时，采用燃油预喷的方式，少量燃油与空气混合均匀，混合气组织良好，降低缸内温度，从而控制燃烧温度，且有利于活塞点火，促进火焰传播，提高火焰传播速度；采用燃油主喷的方式，主要控制燃烧相位，控制最高爆发压力和压力升高率，使最高爆发压力在上止点后10-15曲轴转角之间，实现燃油充分燃烧，提高缸内热工转化效率，提高汽油机的热效率，提高燃油能量的利用率，同时实现缸内清洁燃烧；采用燃油后喷的方式，在燃烧末期，喷射少了的燃油，使燃烧末期燃烧更加充分，促进微粒与有机物的燃烧，主要是降低污染物的生成，实现减排的目标。

公开号为101223350的专利提供了一种防止不发火的燃料喷射控制装置，采用燃料多次喷射进行供给，同时采用燃料喷射修正量，也采用了先导喷射、预喷射，主喷射、后喷射，但是控制逻辑复杂，修正参数过多，影响了该装置的稳定性能；公开号为101578442的专利提供了一种内燃机燃料喷射控制装置与控制方法，在发动机运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域或者反过来时，在低负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射，且还要根据发动机冷却液温度来确定引燃喷射，此时主要是降低HC的量；并没有从燃烧相位、燃烧温度等核心来降低排放物的生成。

发明内容

为克服现有技术中存在的缸内直喷喷油雾化不良，缸内直喷排放微粒，燃烧相位波动等技术问题，本发明提供了一种实现喷油器喷射控制策略的方法。

一种实现喷油器喷射控制策略的方法，其特征在于：在发动机运行过程中，ECU控制喷油器预喷油电磁开关、喷油器后喷油电磁开关、喷油器主喷油电磁开关的通断，从而喷油器预喷油电磁铁、喷油器后喷油电磁铁、喷油器主喷油电磁铁通电，改变所述喷油器预喷油电磁铁、所述喷油器后喷油电磁铁、所述喷油器主喷油电磁铁的磁性，在电磁力的作用下，喷油器预喷油杆、喷油器后喷油杆、喷油器主喷油杆向上运动，实现预喷射、后喷射、主喷射。

更进一步地，所述预喷射过程是：在发动机运行过程中，进气时，活塞向上止点运行，停止排气，推迟一段时间关闭进气，当进气停止时，ECU控制打开所述喷油器预喷油电磁开关，关闭所述喷油器后喷油电磁开关和所述喷油器主喷油电磁开关，所述喷油器预喷油电磁铁通电，所述喷油器预喷油电磁铁的磁性加强，从而使所述喷油器预喷油杆向上运动，所述喷油器预喷油杆的喷油器预喷油杆密封端在电磁力的作用下提起，高压油预喷油支路的油进入高压油预喷油孔，从而实现预喷射，预喷射在ECU控制程序下，可以多次的喷射，

所述主喷射过程是：当发动机活塞继续向上止点运行，ECU控制打开所述喷油器主喷油电磁开关，关闭所述喷油器预喷油电磁开关和所述喷油器后喷油电磁开关，所述喷油器主喷油电磁铁通电，所述喷油器主喷油电磁铁的磁性加强，从而使所述喷油器主喷油杆向上运动，所述喷油器主喷油杆的喷油器主喷油杆密封端在电磁力的作用下提起，高压油主喷油支路的油进入高压油主喷油孔，从而实现主喷射，

所述后喷射过程是：当发动机火花塞点火之后，活塞向下止点运行，ECU控制打开所述喷油器后喷油电磁开关，关闭所述喷油器预喷油电磁开关和所述喷油器主喷油电磁开关，从而所述喷油器后喷油电磁铁通电，所述喷油器后喷油电磁铁的磁性加强，从而使所述喷油器后喷油杆向上运动，所述喷油器后喷油杆的喷油器后喷油杆密封端在电磁力的作用下提起，高压油后喷油支路的油进入高压油后喷油孔，从而实现后喷射。

本发明的有益效果：

本发明的目标是实现喷油器多次精准喷射，精准控制；提高喷射压力，提高喷油贯穿距离，细化喷油颗粒，强化喷油雾化效果，实现喷油微粒与新鲜空气的最佳均匀混合，促进火焰传播，提高火焰传播速度；且能控制燃烧相位和燃烧温度，控制最高爆发压力和压力升高率，实现燃油充分燃烧，提高缸内热工转化效率，提高汽油机的热效率，提高燃油能量的利用率，同时实现缸内清洁燃烧，降低污染物的生成，实现节能减排。

附图说明

图1是本发明实现喷油器喷射控制策略的方法的装置的结构总图；

图2是本发明中喷油器控制策略执行预喷油杆6结构图；

图3是本发明中喷油器控制策略执行后喷油杆7结构图；

图4是本发明中喷油器控制策略执行主喷油杆8结构图；

图5是本发明中喷油器控制策略执行杆主体结构图；

图6是本发明中喷油器控制策略执行杆装配图；

图7是本发明中喷油器控制策略执行预喷油控制策略图；

图8是本发明中喷油器控制策略执行主喷油控制策略图；

图9是本发明中喷油器控制策略执行后喷油控制策略图。

附图标记：

1-喷油器端盖，2-喷油器电磁控制接口，3-喷油器预喷油电磁开关，3-1喷油器预喷油电磁铁，4-喷油器后喷油电磁开关，4-1喷油器后喷油电磁铁，5-喷油器主喷油电磁开关，5-1喷油器主喷油电磁铁，6-喷油器预喷油杆，6-1喷油器预喷油杆内小孔，6-2喷油器预喷油杆密封端，6-3喷油器预喷油杆内大孔，7-喷油器后喷油杆，7-1喷油器后喷油杆内小孔，7-2喷油器后喷油杆密封端，7-3喷油器后喷油杆内大孔，8-喷油器主喷油杆，8-1喷油器主喷油杆密封端，9-高压油喷油孔，9-1高压油预喷油孔，9-2高压油主喷油孔，9-3高压油后喷油孔，10-喷油油道支路，10-1高压油后喷油支路，10-2高压油主喷油支路，10-3高压油预喷油支路，11-喷油器燃油主油道，12-喷油器燃油主油道进口，13-喷油器接口螺纹，14-喷油器主体，14-1预喷油杆孔座，14-2后喷油杆孔座，14-3主喷油杆孔座，14-4喷油杆弹簧座，15-喷油器主喷油杆弹簧，16-喷油器后喷油杆弹簧，17-喷油器预喷油杆弹簧。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明实现喷油器喷射控制策略的方法是：在发动机运行过程中，ECU控制喷油器预喷油电磁开关、喷油器后喷油电磁开关、喷油器主喷油电磁开关的通断，从而喷油器预喷油电磁铁、喷油器后喷油电磁铁、喷油器主喷油电磁铁通电，改变喷油器预喷油电磁铁、喷油器后喷油电磁铁、喷油器主喷油电磁铁的磁性，在电磁力的作用下，喷油器预喷油杆、喷油器后喷油杆、喷油器主喷油杆向上运动，实现预喷射、后喷射、主喷射。

下面通过具体的实施例，来实现上述实现喷油器喷射控制策略的方法，如图1所示，本实施例中一种实现喷油器喷射控制策略的装置，包括：喷油器端盖1、喷油器电磁控制接口2、喷油器预喷油电磁开关3、喷油器后喷油电磁开关4、喷油器主喷油电磁开关5、喷油器预喷油杆6、喷油器后喷油杆7、喷油器主喷油杆8、高压油喷油孔9、喷油油道支路10、喷油器燃油主油道11、喷油器燃油主油道进口12、喷油器接口螺纹13、喷油器主体14、喷油器主喷油杆弹簧15、喷油器后喷油杆弹簧16、喷油器预喷油杆弹簧17。

喷油器端盖1与喷油器主体14通过螺纹连接，组成喷油器安装在发动机缸盖上。

喷油器电磁控制接口2位于喷油器主体14的一侧端部，喷油器电磁控制接口2与ECU连接，喷油器电磁控制接口2控制喷油器喷油电磁开关，分别与喷油器预喷油电磁开关3、喷油器后喷油电磁开关4、喷油器主喷油电磁开关5连接。

如图2、3、4所示，喷油器预喷油电磁开关3、喷油器后喷油电磁开关4、喷油器主喷油电磁开关5分别与喷油器预喷油电磁铁3-1、喷油器后喷油电磁铁4-1、喷油器主喷油电磁铁5-1连接；喷油器预喷油电磁铁3-1、喷油器后喷油电磁铁4-1、喷油器主喷油电磁铁5-1分别安装在喷油器预喷油杆6、喷油器后喷油杆7、喷油器主喷油杆8的上端。

如图5所示，喷油器主体14包括预喷油杆孔座14-1、后喷油杆孔座14-2、主喷油杆孔座14-3和喷油杆弹簧座14-4，预喷油杆孔座14-1、后喷油杆孔座14-2和主喷油杆孔座14-3同轴设置，并且内部相通，后喷油杆孔座14-2位于预喷油杆孔座14-1端部，主喷油杆孔座14-3位于后喷油杆孔座14-2端部，喷油杆弹簧座14-4位于喷油器主体14与喷油器端盖1相连的端部。

喷油器预喷油杆6安装在喷油器主体14的预喷油杆孔座14-1内，且喷油器预喷油杆6能够在预喷油杆孔座14-1内运动，如图2所示，喷油器预喷油杆6包括喷油器预喷油杆内小孔6-1、喷油器预喷油杆密封端6-2和喷油器预喷油杆内大孔6-3，喷油器预喷油杆内小孔6-1与喷油器预喷油杆内大孔6-3分别置于喷油器预喷油杆6的两端，喷油器预喷油杆密封端6-2置于喷油器预喷油杆6的一端，喷油器预喷油杆密封端6-2与预喷油杆孔座14-1内紧密贴合，喷油器预喷油杆内大孔6-3置于喷油杆弹簧座14-4内。

喷油器后喷油杆7一端安装在喷油器主体14的后喷油杆孔座14-2内，另一端穿过喷油器预喷油杆内小孔6-1进入喷油器预喷油杆内大孔6-3内，喷油器后喷油杆7能够在孔座内运动。如图3所示，喷油器后喷油杆7包括喷油器后喷油杆内小孔7-1、喷油器后喷油杆密封端7-2和喷油器后喷油杆内大孔7-3，喷油器后喷油杆内小孔7-1与喷油器后喷油杆内大孔7-3分别置于喷油器后喷油杆7的两端，喷油器后喷油杆密封端7-2置于喷油器后喷油杆7的一端，喷油器后喷油杆密封端7-2与后喷油杆孔座14-2内紧密贴合，喷油器后喷油杆内大孔7-3置于喷油器预喷油杆内大孔6-3内。

喷油器主喷油杆8一端安装在喷油器主体14的主喷油杆孔座14-3内，另一端穿过喷油器后喷油杆内小孔7-1进入喷油器后喷油杆内大孔7-3内，喷油器主喷油杆8能够在孔座内运动。如图4所示，喷油器主喷油杆8的一端设有喷油器主喷油杆密封端8-1，喷油器主喷油杆密封端8-1与主喷油杆孔座14-3内紧密贴合。从而形成了喷油器主喷油杆8、喷油器后喷油杆7与喷油器预喷油杆6同轴安装在喷油器主体14内，实现精密的配合。

如图5所示，高压油喷油孔9包括高压油预喷油孔9-1、高压油主喷油孔9-2和高压油后喷油孔9-3，高压油预喷油孔9-1、高压油主喷油孔9-2和高压油后喷油孔9-3分别一端与预喷油杆孔座14-1、主喷油杆孔座14-3和后喷油杆孔座14-2的端部相连，并与其内部相通，另一端分别与喷油器主体14外壁相通。高压油预喷油孔9-1、高压油主喷油孔9-2和高压油后喷油孔9-3分别为多个，均匀分布在喷油器主体14中。

如图5所示，喷油油道支路10包括高压油后喷油支路10-1、高压油主喷油支路10-2和高压油预喷油支路10-3，高压油后喷油支路10-1、高压油主喷油支路10-2和高压油预喷油支路10-3分别一端与后喷油杆孔座14-2、主喷油杆孔座14-3和预喷油杆孔座14-1的端部侧壁相连，另一端与喷油器燃油主油道11相连，且其内部相通。

喷油器燃油主油道11位于喷油器主体14的侧壁内，喷油器燃油主油道进口12为其进口，喷油器燃油主油道进口12位于喷油器主体14的一侧端部，喷油器燃油主油道进口12通过喷油器接口螺纹13与从油箱来的油管连接。

喷油器主喷油杆弹簧15、喷油器后喷油杆弹簧16和喷油器预喷油杆弹簧17分别与喷油器主喷油电磁铁5-1、喷油器后喷油电磁铁4-1和喷油器预喷油电磁铁3-1同轴安装，喷油器预喷油电磁铁3-1、喷油器后喷油电磁铁4-1、喷油器主喷油电磁铁5-1分别位于喷油杆弹簧座14-4、喷油器预喷油杆内大孔6-3和喷油器后喷油杆内大孔7-3内，且利用喷油器端盖1顶住。

如图2、3、4、5、6所示，喷油器主喷油杆弹簧15与喷油器主喷油电磁铁5-1同轴安装，且利用喷油器端盖1顶住，从而预压喷油器主喷油杆弹簧15使喷油器主喷油杆8的喷油器主喷油杆密封端8-1与喷油器主体14的主喷油杆孔座14-3内紧密贴合，防止高压油主喷油支路10-2的油进入高压油主喷油孔9-2，从而达到密封的作用；喷油器后喷油杆弹簧16与喷油器后喷油电磁铁4-1同轴安装，且利用喷油器端盖1顶住，从而预压喷油器后喷油杆弹簧16使喷油器后喷油杆7的喷油器后喷油杆密封端7-2与喷油器主体14的后喷油杆孔座14-2内紧密贴合，防止高压油后喷油支路10-1的油进入高压油后喷油孔9-3，从而达到密封的作用；喷油器预喷油杆弹簧17与喷油器预喷油电磁铁3-1同轴安装，且利用喷油器端盖1顶住，从而预压喷油器预喷油杆弹簧17使喷油器预喷油杆6的喷油器预喷油杆密封端6-2与喷油器主体14的预喷油杆孔座14-1内紧密贴合，防止高压油预喷油支路10-3的油进入高压油预喷油孔9-1，从而达到密封的作用。

如图7所示，在发动机运行过程中，在进气时，活塞向上止点运行，此时停止排气，推迟一段时间关闭进气，因为要利用进气的惯性增大进气量；当进气也停止的时候，此时ECU控制喷油器预喷油电磁开关3打开，喷油器后喷油电磁开关4、喷油器主喷油电磁开关5关闭，从而喷油器预喷油电磁铁3-1通电，喷油器预喷油电磁铁3-1的磁性加强，从而使喷油器预喷油杆6向上运动，喷油器预喷油杆6的喷油器预喷油杆密封端6-2在电磁力的作用下提起，此时高压油预喷油支路10-3的油进入高压油预喷油孔9-1，从而实现预喷射；预喷射在ECU控制程序下，可以多次的喷射，在活塞向上运动的时候，利用滚流与涡流气流，促进新鲜空气与燃油的充分混合，组织良好的混合气。

如图8所示，当发动机活塞继续向上止点运行，ECU控制喷油器主喷油电磁开关5打开，喷油器预喷油电磁开关3、喷油器后喷油电磁开关4关闭，从而喷油器主喷油电磁铁5-1通电，喷油器主喷油电磁铁5-1的磁性加强，从而使喷油器主喷油杆8向上运动，喷油器主喷油杆8的喷油器主喷油杆密封端8-1在电磁力的作用下提起，此时高压油主喷油支路10-2的油进入高压油主喷油孔9-2，从而实现主喷射；主喷射在ECU控制程序下，控制主喷的喷射始点、喷射脉宽，从而决定了喷油量，在火花塞点火时组织好混合气，实现喷油微粒与新鲜空气的最佳均匀混合，促进火焰传播，提高火焰传播速度，从而可以控制燃烧相位和燃烧温度，控制最高爆发压力和压力升高率，实现燃油充分燃烧，实现对燃烧相位的控制。

如图9所示，当发动机火花塞点火之后，混合气快速燃烧，产生的高温高压驱动活塞向下止点运行，实现膨胀做功，实现缸内热工转化，ECU控制喷油器后喷油电磁开关4打开，喷油器预喷油电磁开关3、喷油器主喷油电磁开关5关闭，从而喷油器后喷油电磁铁4-1通电，喷油器后喷油电磁铁4-1的磁性加强，从而使喷油器后喷油杆7向上运动，喷油器后喷油杆7的喷油器后喷油杆密封端7-2在电磁力的作用下提起，此时高压油后喷油支路10-1的油进入高压油后喷油孔9-3，从而实现后喷射；后喷射在ECU控制程序下，控制后喷的油量，对燃烧产生的微粒与有机物充分燃烧，实现缸内的清洁燃烧，同时降低污染物的生成。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种实现喷油器喷射控制策略的方法，其特征在于：在发动机运行过程中，ECU控制喷油器预喷油电磁开关、喷油器后喷油电磁开关、喷油器主喷油电磁开关的通断，从而喷油器预喷油电磁铁、喷油器后喷油电磁铁、喷油器主喷油电磁铁通电，改变所述喷油器预喷油电磁铁、所述喷油器后喷油电磁铁、所述喷油器主喷油电磁铁的磁性，在电磁力的作用下，喷油器预喷油杆、喷油器后喷油杆、喷油器主喷油杆向上运动，实现预喷射、后喷射、主喷射；

所述预喷射过程是：在发动机运行过程中，进气时，活塞向上止点运行，停止排气，推迟一段时间关闭进气，当进气停止时，ECU控制打开所述喷油器预喷油电磁开关，关闭所述喷油器后喷油电磁开关和所述喷油器主喷油电磁开关，所述喷油器预喷油电磁铁通电，所述喷油器预喷油电磁铁的磁性加强，从而使所述喷油器预喷油杆向上运动，所述喷油器预喷油杆的喷油器预喷油杆密封端在电磁力的作用下提起，高压油预喷油支路的油进入高压油预喷油孔，从而实现预喷射，预喷射在ECU控制程序下，能够多次的喷射；

所述主喷射过程是：当发动机活塞继续向上止点运行，ECU控制打开所述喷油器主喷油电磁开关，关闭所述喷油器预喷油电磁开关和所述喷油器后喷油电磁开关，所述喷油器主喷油电磁铁通电，所述喷油器主喷油电磁铁的磁性加强，从而使所述喷油器主喷油杆向上运动，所述喷油器主喷油杆的喷油器主喷油杆密封端在电磁力的作用下提起，高压油主喷油支路的油进入高压油主喷油孔，从而实现主喷射；

所述后喷射过程是：当发动机火花塞点火之后，活塞向下止点运行，ECU控制打开所述喷油器后喷油电磁开关，关闭所述喷油器预喷油电磁开关和所述喷油器主喷油电磁开关，从而所述喷油器后喷油电磁铁通电，所述喷油器后喷油电磁铁的磁性加强，从而使所述喷油器后喷油杆向上运动，所述喷油器后喷油杆的喷油器后喷油杆密封端在电磁力的作用下提起，高压油后喷油支路的油进入高压油后喷油孔，从而实现后喷射。