CN113700569A - 直喷发动机的喷油控制方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种直喷发动机的喷油控制方法、装置、电子设备和存储介质。直喷发动机的喷油控制方法包括获取直喷发动机的运行工况；根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序；其中，喷油时序包括直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。本申请实施例能够根据直喷发动机的运行工况，来确定直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻，使得直喷发动机能够根据运行工况，来调整每个工作周期内的喷油时刻，促进了燃油与气体的充分混合，提高燃油的燃烧率，减少直喷发动机的油耗，降低颗粒物的排放量。同时，还能够避免燃油碰壁冷凝，从而回流到曲轴箱中造成机油稀释，进一步提高了直喷发动机的使用可靠性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及发动机的技术领域，尤其涉及一种直喷发动机的喷油控制方法、一种直喷发动机的喷油控制装置、一种电子设备和一种存储介质。
背景技术
发动机的主要作用为将燃油的化学能转化为机械能，从而为整车提供动力。直喷发动机能够将燃油直接喷入气缸内，使燃油与气体在气缸内进行混合，形成可燃混合气。
相关技术中，直喷发动机通常按照设定的喷油时刻向气缸内进行喷油，当发动机的运行工况发生变化时，设定的喷油时刻无法满足直喷发动机的运行需求，导致燃油与气体混合不够充分，降低了燃油的燃烧率，增加了颗粒物的排放量。
发明内容
本申请实施例提供及一种直喷发动机的喷油控制方法、一种直喷发动机的喷油控制装置、一种电子设备和一种可读存储介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种直喷发动机的喷油控制方法，包括：获取直喷发动机的运行工况；根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序；其中，喷油时序包括直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
在一种可行的实施方式中，根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序的步骤包括：根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内首次喷油的喷油时刻；和/或根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内末次喷油的喷油时刻。
在一种可行的实施方式中，直喷发动机的运行工况包括启动工况、起燃工况、暖机工况和正常运行工况，根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内首次喷油的喷油时刻的步骤包括：当直喷发动机处于启动工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在220°至270°之间；当直喷发动机处于起燃工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至290°之间；当直喷发动机处于暖机工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至280°之间；当直喷发动机处于正常运行工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在270°至300°之间。
在一种可行的实施方式中，根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内末次喷油的喷油时刻的步骤包括：当直喷发动机处于启动工况时，控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角与每个工作周期内点火的曲轴转角之间的差值在15°至40°之间；当直喷发动机处于起燃工况时，控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角在70°至120°之间；当直喷发动机处于暖机工况或正常运行工况时，根据每个工作周期内首次喷油的曲轴转角确定每个工作周期内末次喷油的曲轴转角。
在一种可行的实施方式中，获取直喷发动机的运行工况之后，还包括：获取直喷发动机的运行参数；根据直喷发动机的运行参数，确定每个工作周期内的喷油次数。
在一种可行的实施方式中，直喷发动机的运行参数包括转速、负荷、喷油压力和最小喷油脉宽中至少一者；根据直喷发动机的运行参数，确定直喷发动机在每个工作周期内的喷油次数的步骤包括：获取转速和负荷；根据转速和负荷，确定每个工作周期内的喷油总量；获取喷油压力和最小喷油脉宽；根据喷油压力和最小喷油脉宽，确定直喷发动机单次喷油的最小喷油量；根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的喷油次数。
在一种可行的实施方式中，直喷发动机的运行参数还包括设定最大喷油次数，根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的喷油次数的步骤包括：根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的预计喷油次数；获取设定最大喷油次数；判断预计喷油次数是否小于设定最大喷油次数；当预计喷油次数小于设定最大喷油次数时，将预计喷油次数作为每个工作周期内的喷油次数；当预计喷油次数大于或等于设定最大喷油次数时，将设定最大喷油次数作为每个工作周期内的喷油次数。
第二方面，本申请实施例提供了一种直喷发动机的喷油控制装置，直喷发动机的喷油控制装置用于控制直喷发动机，直喷发动机的喷油控制装置包括：获取装置，获取装置用于获取直喷发动机的运行工况；喷油装置，喷油装置用于根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序；其中，喷油时序包括直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述第一方面的直喷发动机的喷油控制方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，存储介质存储有程序，程序被执行时，能够实现如上述第一方面的直喷发动机的喷油控制方法的步骤。
本申请实施例有益效果如下：
本申请实施例能够根据直喷发动机的运行工况，来确定直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻，使得直喷发动机能够根据运行工况，调整每个工作周期内的喷油时刻，促进了燃油与气体的充分混合，提高燃油的燃烧率，减小直喷发动机的油耗，降低颗粒物的排放量。同时，还能够避免燃油碰壁冷凝，从而回流到曲轴箱中造成机油稀释，进一步提高了直喷发动机的使用可靠性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油控制方法步骤流程图之一；
图2为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油时序示意图之一；
图3为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油时序示意图之二；
图4为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油时序示意图之三；
图5为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油时序示意图之四；
图6为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油控制方法步骤流程图之二；
图7为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油控制方法步骤流程图之三；
图8为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油控制方法步骤流程图之四；
图9为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的喷油控制装置结构示意框图；
图10为本申请提供的一种实施例的直喷发动机的颗粒物排放量示意图。
其中，图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
110：获取装置，120：喷油装置。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
第一方面，如图1所示，本申请实施例提供了一种直喷发动机的喷油控制方法，包括：
步骤S101，获取直喷发动机的运行工况；
步骤S102，根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序。
其中，喷油时序包括直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
本申请实施例中的直喷发动机可以为四缸直喷发动机。可以理解地，直喷发动机包括喷油嘴，喷油嘴能够将燃油喷入直喷发动机的气缸之内，使得燃油与气体在气缸之内进行混合。
具体地，直喷发动机包括进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程，直喷发动机在进气行程和/或压缩行程中进行喷油。直喷发动机的喷油时刻为直喷发动机在进气行程和/或压缩行程中进行喷油的时刻。
具体地，在进气行程中，直喷发动机的进气阀门打开，气体进入到气缸之内。在压缩行程中，进气阀门关闭，活塞运动，压缩气缸内的气体。在做功行程中，直喷发动机的火花塞进行点火，压缩的混合气体被点燃，推动活塞运动，使得直喷发动机能够对车辆进行动力输出。在排气行程中，排气阀门打开，活塞运动，将气体排出气缸。直喷发动机的进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程合计为一个工作周期。
可以理解地，在每个工作周期之内，直喷发动机需要进行一次或者多次喷油，来为车辆提供动力。当在每个工作周期内进行多次喷油时，每次喷油的喷油量可以相同，也可以不同。
获取直喷发动机的运行工况，可以理解地，直喷发动机的运行工况与车辆的运行工况相关。根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序，其中喷油时序包括直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
根据直喷发动机的运行工况，来确定直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻，使得直喷发动机能够根据运行工况，调整每个工作周期内的喷油时刻，促进了燃油与气体的充分混合，提高燃油的燃烧率，减小直喷发动机的油耗，降低颗粒物的排放量。同时，还能够避免燃油碰壁冷凝，从而回流到曲轴箱中造成机油稀释，进一步提高了直喷发动机的使用可靠性。
在一些示例中，可以根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机在每个工作周期内首次喷油的喷油时刻，在一些示例中，也可以根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机在每个工作周期内末次喷油的喷油时刻。
在一些示例中，可以根据曲轴的旋转角度，来控制直喷发动机是否进行喷油，从而实现对于直喷发动机喷油时刻的控制，提高了对于喷油时刻控制的准确性。在一些示例中，还可以根据活塞的运行位置，来控制直喷发动机是否进行喷油，从而实现对于直喷发动机喷油时刻的控制。在一些示例中，还可以通过计时器等装置，来控制直喷发动机是否进行喷油，从而实现对于直喷发动机喷油时刻的控制。
在一些示例中，根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序的步骤包括：
根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内首次喷油的喷油时刻；和/或
根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内末次喷油的喷油时刻。
根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内首次喷油的喷油时刻，使得每个工作周期内首次喷油的喷油时刻能够与运行工况相适配，促进燃油与气体的充分混合，提高燃油的燃烧率，减少颗粒物排放，降低直喷发动机的油耗，提高直喷发动机的使用性能。
在一些示例中，当每个工作周期内需要进行多次喷油时，还能够根据首次喷油的喷油时刻、喷油脉宽以及开启喷油嘴所需要的时间等，确定其余各次喷油的喷油时刻，提高了喷油时刻的确认效率。可以理解地，喷油脉宽为直喷发动机单次喷油的时长。
根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内末次喷油的喷油时刻，使得每个工作周期内末次喷油的喷油时刻能够与运行工况相适配，确保了直喷发动机在不同工况下运行的稳定性。
在一些示例中，可以控制末次喷油的喷油时刻靠近直喷发动机的点火时刻，从而增加点火时刻燃油的浓度，促进燃油燃烧，减少颗粒物排放，提高直喷发动机的使用性能。
在一些示例中，直喷发动机的运行工况包括启动工况、起燃工况、暖机工况和正常运行工况。
根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内首次喷油的喷油时刻的步骤包括：
当直喷发动机处于启动工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在220°至270°之间；
当直喷发动机处于起燃工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至290°之间；
当直喷发动机处于暖机工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至280°之间；
当直喷发动机处于正常运行工况时，控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在270°至300°之间。
直喷发动机的运行工况包括启动工况、起燃工况、暖机工况和正常运行工况。可以理解地，当车辆启动之后，直喷发动机处于启动工况。直喷发动机在启动工况运行一段时间之后，进入起燃工况。直喷发动机在起燃工况运行一段之间时候，进入暖机工况，直喷发动机在暖机工况运行一段时间后，进入正常运行工况。
在一些示例中，直喷发动机在不同工况下的运行时间可以相同，也可以不同。
可以理解地，曲轴与活塞连接，曲轴完成360°旋转时，气缸能够完成进气行程以及压缩行程。曲轴转角的不同，对应了活塞在气缸中的不同位置。在一些示例中，活塞位于气缸的上止点时，曲轴转角为0°。
具体地，当曲轴转角在0°至180°之间时，直喷发动机处于压缩行程。当曲轴转角在180°至360度之间时，直喷发动机处于进气行程。
在一些示例中，直喷发动机的水温越低，直喷发动机在每个工作周期内首次喷油的曲轴转角越小。直喷发动机的负荷越大，直喷发动机在每个工作周期内首次喷油的曲轴转角越小。
在一些示例中，直喷发动机在每个工作周期内首次喷油的曲轴转角可以在220°至320°之间。
具体地，如图2所示，当直喷发动机处于启动工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在220°至270°之间。如图3所示，当直喷发动机处于起燃工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至290°之间。如图4所示，当直喷发动机处于暖机工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至280°之间。如图5所示，当直喷发动机处于正常运行工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角在270°至300°之间。
可以理解地，当直喷发动机处于不同工况时，在直喷发动机的进气行程中进行首次喷油，增加了燃油与气体的混合时间，促进燃油与气体进行充分混合，提高燃油的燃烧率，减少颗粒物排放，并且降低直喷发动机的油耗。
此外，根据直喷发动机的不同运行工况，设置每个工作周期内首次喷油的曲轴转角的不同，也即是通过不同的曲轴转角来控制直喷发动机的喷油时刻，提高了直喷发动机对于喷油时刻控制的准确性，同时无需设置其他计时装置等，降低直喷发动机成本。
并且，根据直喷发动机的运行工况来设置每个工作周期内首次喷油的曲轴转角，还能够使得每个工作周期内首次喷油的曲轴转角与直喷发动机的运行工况相适配，增加了燃油与气体的混合时间，促进燃油与气体进行充分混合，提高燃油的燃烧率，减少颗粒物排放，并且降低直喷发动机的油耗。
在一些示例中，当直喷发动机处于启动工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角为225°、235°或者255°等。当直喷发动机处于起燃工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角为245°、255°或者265°等。当直喷发动机处于暖机工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角为255°、265°或者275°等。当直喷发动机处于正常运行工况时，可以控制每个工作周期内首次喷油的曲轴转角为275°、285°或者295°等。
在一些示例中，根据直喷发动机的运行工况，确定每个工作周期内末次喷油的喷油时刻的步骤包括：
当直喷发动机处于启动工况时，控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角与每个工作周期内点火的曲轴转角之间的差值在15°至40°之间；
当直喷发动机处于起燃工况时，控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角在70°至120°之间；
当直喷发动机处于暖机工况或正常运行工况时，根据每个工作周期内首次喷油的曲轴转角确定每个工作周期内末次喷油的曲轴转角。
可以理解地，点火的曲轴转角为直喷发动机进行点火的时刻。在直喷发动机的不同工况下，每个工作周期内点火的曲轴转角可以相同，也可以不同。
在一些示例中，点火的曲轴转角可以在-20°至40°之间，具体地，可以在活塞从下止点运行到上止点过程中进行点火，也可以在活塞从上止点运行到下止点过程中进行点火，满足直喷发动机在不同工况下的点火需求，提高了直喷发动机的使用灵活性。具体的，点火的曲轴转角可以为15°、20°或者25°等。
可以理解地，在启动工况下，每个工作周期内末次喷油的曲轴转角减每个工作周期内点火的曲轴转角得到的值，为每个工作周期内末次喷油的曲轴转角与每个工作周期内点火的曲轴转角的差值。具体地，如图2所示，当直喷发动机处于启动工况时，可以控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角与每个工作周期内点火的曲轴转角之间的差值在15°至40°之间。
可以理解地，每个工作周期内末次喷油的曲轴转角大于点火的曲轴转角，也即是在点火之前进行末次喷油，从而使得末次喷油的燃油能够扩散到火花塞附近，进一步增加了火花塞附近的燃油浓度，使得火花塞附近的燃油浓度高于气缸内其余位置的燃油浓度，实现混合气体的分层燃烧，提高了混合气体的燃烧效果，确保了直喷发动机在启动工况下的稳定性，进而确保了直喷发动机的使用性能。
在一些示例中，当发动机处于启动工况下时，可以控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角与每个工作周期内点火的曲轴转角之间的差值为20°、25°或者35°等。
在一些示例中，启动工况下每个工作周期内末次喷油的曲轴转角EOI可以在15°至30°之间。在一些示例中，启动工况下每个工作周期内末次喷油的曲轴转角EOI可以为18°，20°或者28°。
如图3所示，当直喷发动机处于起燃工况时，可以控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角在70°至120°之间，也即是在直喷发动机的压缩行程中进行末次喷油，减小气缸内的温度，从而减少气缸发生爆震的情况，进一步提高了直喷发动机的使用性能。
在一些示例中，当发动机处于起燃工况时，可以控制每个工作周期内末次喷油的曲轴转角在80°、90°、100°或者110°等。
如图4和图5所示，当直喷发动机处于暖机工况或正常运行工况时，可以根据每个工作周期内首次喷油的曲轴转角确定每个工作周期内末次喷油的曲轴转角。具体地，在暖机工况或者正常运行工况时，可以根据每个工作周期内首次喷油的曲轴转角、喷油脉宽以及喷油嘴开启需要的时间等，确定末次喷油的曲轴转角。
举例而言，在暖机工况工况下，每个工作周期内首次喷油的曲轴转角可以为270°，直喷发动机的喷油脉宽为5°，喷油嘴开启过程的曲轴转角为2°，那么第二次喷油的曲轴转角为270°+5°+2°＝277°，第三次喷油的曲轴转角为277°+5°+2°＝284°，从而能够顺次计算出每个工作周期内末次喷油的曲轴转角，提高了曲轴转角的确认效率，同时提高了得到的末次喷油的曲轴转角的准确性。
在一些示例中，如图6所示，获取直喷发动机的运行工况之后，还包括：
步骤S201，获取直喷发动机的运行参数；
步骤S202，根据直喷发动机的运行参数，确定每个工作周期内的喷油次数。
获取直喷发动机的运行参数，具体地，直喷发动机的运行参数为与直喷发动机的工况对应的运行参数。根据直喷发动机的运行参数，确定每个工作周期内的喷油次数，使得每个工作周期内的喷油次数能够与直喷发动机运行参数相适配，从而进一步促进了燃油与气体的充分混合，提高燃油的燃烧效果，减少颗粒物排放，降低直喷发动机的油耗，提高直喷发动机的使用性能。
在一些示例中，如图7所示，直喷发动机的运行参数包括转速、负荷、喷油压力和最小喷油脉宽中至少一者。
根据直喷发动机的运行参数，确定直喷发动机在每个工作周期内的喷油次数的步骤包括：
步骤S301，获取转速和负荷；
步骤S302，根据转速和负荷，确定每个工作周期内的喷油总量；
步骤S303，获取喷油压力和最小喷油脉宽；
步骤S304，根据喷油压力和最小喷油脉宽，确定直喷发动机单次喷油的最小喷油量；
步骤S305，根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的喷油次数。
获取直喷发动机的转速和负荷，具体地，直喷发动机的转速和负荷为与直喷发动机的运行工况对应的转速和负荷。根据直喷发动机的转速和负荷，能够得到直喷发动机的功率，根据直喷发动机的功率和热效率，能够计算出直喷发动机每个工作周期内的燃油需求量，也即是能够得到直喷发动机每个周期内的喷油总量。
可以理解地，每个工作周期内的喷油总量可以为直喷发动机在每个工作周期内的喷油总质量，也可以为直喷发动机在每个工作周期内的喷油总体积。
获取直喷发动机的喷油压力和最小喷油脉宽，具体地，喷油压力为与直喷发动机运行工况对应的喷油压力，最小喷油脉宽为直喷发动机在喷油压力下，单次喷油的最小喷油时长。根据喷油压力和最小喷油脉宽，能够得到直喷发动机单次喷油的最小喷油量。
根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，即可以得到直喷发动机在每个工作周期内的喷油次数。
可以理解地，单次喷油的最小喷油量可以为单次喷油的最小喷油质量，也可以为单次喷油的最小喷油体积。
通过直喷发动机的转速和负荷，得到每个工作周期内的喷油总量，通过喷油压力和最小喷油脉宽，得到单次喷油的最小喷油量，通过每个工作周期内的喷油总量和单次喷油的最小喷油量，得到直喷发动机在每个工作周期内的喷油次数，提高了得到的喷油次数的准确性，同时增大了每个工作周期内的喷油次数，使得燃油能够与气体进行充分混合，确保了燃油的燃烧效率，降低直喷发动机的油耗。
在一些示例中，如图8所示，直喷发动机的运行参数还包括设定最大喷油次数。
根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的喷油次数的步骤包括：
步骤S401，根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的预计喷油次数；
步骤S402，获取设定最大喷油次数；
步骤S403，判断预计喷油次数是否小于设定最大喷油次数；
步骤S404，当预计喷油次数小于设定最大喷油次数时，将预计喷油次数作为每个工作周期内的喷油次数；
步骤S405，当预计喷油次数大于或等于设定最大喷油次数时，将设定最大喷油次数作为每个工作周期内的喷油次数。
根据每个工作周期内的喷油总量和直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个工作周期内的预计喷油次数。具体地，可以用直喷发动机在每个工作周期内的喷油总量除以直喷发动机的气缸数，得到每个工作周期内每个气缸的喷油量，再用每个工作周期内每个气缸的喷油量除以单次喷油的最小喷油量，得到直喷发动机在每个工作周期内的预计喷油次数。
获取设定最大喷油次数，可以理解地，设定最大喷油次数为直喷发动机的喷油嘴在每个工作周期内能够开启的最大次数。
判断预计喷油次数是否小于设定最大喷油次数，如果预计喷油次数小于设定最大喷油次数，则将预计喷油次数作为每个工作周期内的喷油次数，从而能够在不超过预设最大喷油次数的基础上，增加每个工作周期内的喷油次数，在提高直喷发动机运行可靠性的同时，促进燃油与气体进行充分混合。
如果预计喷油次数大于或等于设定最大喷油次数，将设定最大喷油次数作为每个工作周期内的喷油次数，避免每个周期内的喷油次数超出设定最大喷油次数，造成喷油嘴损坏，进一步提高了直喷发动机的使用可靠性。
在一些示例中，当预计喷油次数大于或等于设定最大喷油次数时，根据设定最大喷油次数调整单次喷油的喷油量，避免每个工作周期内的燃油量不足，进一步提高了直喷发动机的喷油控制方法的可靠性。
在一些示例中，可以用每个工作周期内的喷油总量除以单次喷油的最小喷油量，得到每次喷油的喷油量，使得每次喷油的喷油量相同。
第二方面，如图9所示，本申请实施例提供了一种直喷发动机的喷油控制装置，直喷发动机的喷油控制装置用于控制直喷发动机，直喷发动机的喷油控制装置包括获取装置110和喷油装置120。获取装置110用于获取直喷发动机的运行工况。喷油装置120用于根据直喷发动机的运行工况，确定直喷发动机的喷油时序。其中，喷油时序包括直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
本申请实施例中的直喷发动机的喷油控制装置能够实现上述第一方面的直喷发动机的喷油控制方法的步骤，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述第一方面的直喷发动机的喷油控制方法的步骤，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，存储介质存储有程序，程序被执行时，能够实现上述第一方面的直喷发动机的喷油控制方法的步骤，因此具有上述第一方面的全部有益效果，在此不再赘述。
在一个具体实施例中，提供了一种直喷发动机的喷油控制方法。获取直喷发动机的运行工况，具体地，直喷发动机的运行工况包括启动工况、起燃工况、暖机工况和正常运行工况。获取直喷发动机在运行工况下对应的运行参数，根据运行参数确定直喷发动机在每个工作周期内的喷油次数，以及直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的曲轴转角。
具体地，获取直喷发动机的转速和负荷，根据转速和负荷计算出直喷发动机在每个工作周期内的喷油总量。获取直喷发动机的喷油压力和最小喷油脉宽，根据喷油压力和最小喷油脉宽，计算出单次喷油的最小喷油量。
以四缸直喷发动机为例，将每个工作周期内的喷油总量mtotal除以四，得到每个工作周期内每个气缸的喷油总量mtotal/4。将每个工作周期内每个气缸的喷油总量除以单次喷油的最小喷油量mmin，得到预计喷油次数mtotal/4mmin。
获取设定最大喷油次数nmax，设定最大喷油次数nmax为EMS(Engine ManagementSystem发动机管理***)认可的最大喷油次数。将预计喷油次数mtotal/4mmin与设定最大喷油次数nmax中较小的值作为直喷发动机在每个工作周期内的喷油次数n。
确定每个工作周期内的喷油次数n之后，将每个周期内每个气缸的喷油总量mtotal/4除以每个工作周期内的喷油次数n，得到每个工作周期内每个气缸单次喷油的喷油量，使得每次喷油的喷油量相同。
以每个工作周期内每个气缸的喷油次数n为四次为例，如图2所示，在启动工况下，每个工作周期内，将前三次喷油时刻设置在进气行程中。具体地，在启动工况下，每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI为270°，第二次喷油的曲轴转角为＝每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。第三次喷油的曲轴转角＝第二次喷油的曲轴转角+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。
具体地，可以根据喷油压力、单次喷油量以及喷油流量等，计算出单次喷油持续时间，根据单次喷油持续时间得到每一次喷油持续的曲轴转角Edur。每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin可以通过每一次喷油嘴打开需要的时长换算得到。
在启动工况下，每个工作周期内末次喷油的曲轴转角EOI依据点火的曲轴转角确定。在一些示例中，点火的曲轴转角为10°，通过仿真模型计算确定燃油传递到火花塞处需要的曲轴转角约为15°，因此将每个工作周期内末次喷油的曲轴转角EOI设定为10°+15°＝25°，使得燃油传递到火花塞时正好点火，此时火花塞附近燃油浓度较高，其它区域燃油浓度较低，使得混合气体能够形成分层燃烧，提高直喷发动机的启动稳定性，提高燃油的燃烧率，降低直喷发动机油耗。
具体地，图10所示，在起燃工况下，当每个工作周期内末次喷油的曲轴转角一定时，不同的喷油次数以及不同的首次喷油的曲轴转角SOI对应不同的颗粒物排放量。具体地，可以设定末次喷油的曲轴转角EOI在60°至160°之间，进行两次喷油，或者设定末次喷油的曲轴转角EOI在60°至140°之间，进行三次喷油。可以理解地，在三次喷油，每个工作周期内末次喷油的曲轴转角EOI在60°至140°之间，并且每个工作周期内首次喷油的曲轴转角SOI为270度左右时，颗粒物的排放量最少。
如图3所示，在起燃工况下，将前三次喷油时刻设置在进气行程中。具体地，每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI为270°，第二次喷油的曲轴转角为＝每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。第三次喷油的曲轴转角＝第二次喷油的曲轴转角+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。
在起燃工况下，每个工作周期内最后一喷的喷油角度EOI可以设置在70°至120°之间，在一些示例中，每个工作周期内最后一喷的喷油角度EOI可以设置在90°至100°之间。
如图4所示，在暖机工况下，将四次喷油均放置在进气行程中，具体地，每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI为270°，第二次喷油的曲轴转角为＝每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。第三次喷油的曲轴转角＝第二次喷油的曲轴转角+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。第四次喷油的曲轴转角＝第三次喷油的曲轴转角+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。
如图5所示，在正常运行工况下，将四次喷油均放置在进气行程中，具体地，每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI为300°，第二次喷油的曲轴转角为＝每个工作周期内的首次喷油的曲轴转角SOI+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。第三次喷油的曲轴转角＝第二次喷油的曲轴转角+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。第四次喷油的曲轴转角＝第三次喷油的曲轴转角+每一次喷油持续的曲轴转角Edur+每一次喷油嘴打开需要的曲轴转角Emin。
通过设置每个工作周期内首次喷油的曲轴转角，即可得到其余喷油时刻的曲轴转角，提高了曲轴转角的确认效率。
本申请实施例能够促进燃油与气体的充分混合，避免燃油碰壁冷凝造成机油稀释，提高燃油的燃烧率，减少颗粒物的排放，降低直喷发动机的油耗。
可以理解地，相比于相关技术，本申请实施例能够降低14％至25％的油耗，降低20％碳氢化合物以及一氧化碳等气体的排放量。在350bar的高压喷射***中，颗粒物排放量低于1E+11。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述直喷发动机的喷油控制方法包括：
获取所述直喷发动机的运行工况；
根据所述直喷发动机的运行工况，确定所述直喷发动机的喷油时序；
其中，所述喷油时序包括所述直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
2.根据权利要求1所述的直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述根据所述直喷发动机的运行工况，确定所述直喷发动机的所述喷油时序的步骤包括：
根据所述直喷发动机的运行工况，确定每个所述工作周期内首次喷油的喷油时刻；和/或
根据所述直喷发动机的运行工况，确定每个所述工作周期内末次喷油的喷油时刻。
3.根据权利要求2所述的直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述直喷发动机的运行工况包括启动工况、起燃工况、暖机工况和正常运行工况，所述根据所述直喷发动机的运行工况，确定每个所述工作周期内首次喷油的喷油时刻的步骤包括：
当所述直喷发动机处于启动工况时，控制每个所述工作周期内首次喷油的曲轴转角在220°至270°之间；
当所述直喷发动机处于起燃工况时，控制每个所述工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至290°之间；
当所述直喷发动机处于暖机工况时，控制每个所述工作周期内首次喷油的曲轴转角在240°至280°之间；
当所述直喷发动机处于正常运行工况时，控制每个所述工作周期内首次喷油的曲轴转角在270°至300°之间。
4.根据权利要求2所述的直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述根据所述直喷发动机的运行工况，确定每个所述工作周期内末次喷油的喷油时刻的步骤包括：
当所述直喷发动机处于启动工况时，控制每个所述工作周期内末次喷油的曲轴转角与每个所述工作周期内点火的曲轴转角之间的差值在15°至40°之间；
当所述直喷发动机处于起燃工况时，控制每个所述工作周期内末次喷油的曲轴转角在70°至120°之间；
当所述直喷发动机处于暖机工况或正常运行工况时，根据每个所述工作周期内首次喷油的曲轴转角确定每个所述工作周期内末次喷油的曲轴转角。
5.根据权利要求1所述的直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述获取所述直喷发动机的运行工况之后，还包括：
获取所述直喷发动机的运行参数；
根据所述直喷发动机的运行参数，确定每个所述工作周期内的喷油次数。
6.根据权利要求5所述的直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述直喷发动机的运行参数包括转速、负荷、喷油压力和最小喷油脉宽中至少一者；
所述根据所述直喷发动机的运行参数，确定所述直喷发动机在每个所述工作周期内的喷油次数的步骤包括：
获取所述转速和所述负荷；
根据所述转速和所述负荷，确定每个所述工作周期内的喷油总量；
获取所述喷油压力和所述最小喷油脉宽；
根据所述喷油压力和所述最小喷油脉宽，确定所述直喷发动机单次喷油的最小喷油量；
根据每个所述工作周期内的喷油总量和所述直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个所述工作周期内的喷油次数。
7.根据权利要求6所述的直喷发动机的喷油控制方法，其特征在于，所述直喷发动机的运行参数还包括设定最大喷油次数，所述根据每个所述工作周期内的喷油总量和所述直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个所述工作周期内的喷油次数的步骤包括：
根据每个所述工作周期内的喷油总量和所述直喷发动机单次喷油的最小喷油量，确定每个所述工作周期内的预计喷油次数；
获取所述设定最大喷油次数；
判断所述预计喷油次数是否小于所述设定最大喷油次数；
当所述预计喷油次数小于所述设定最大喷油次数时，将所述预计喷油次数作为每个所述工作周期内的喷油次数；
当所述预计喷油次数大于或等于所述设定最大喷油次数时，将所述设定最大喷油次数作为每个所述工作周期内的喷油次数。
8.一种直喷发动机的喷油控制装置，其特征在于，所述直喷发动机的喷油控制装置用于控制直喷发动机，所述直喷发动机的喷油控制装置包括：
获取装置，所述获取装置用于获取所述直喷发动机的运行工况；
喷油装置，所述喷油装置用于根据所述直喷发动机的运行工况，确定所述直喷发动机的喷油时序；
其中，所述喷油时序包括所述直喷发动机在每个工作周期内至少一次喷油的喷油时刻。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的直喷发动机的喷油控制方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序，所述程序被执行时，能够实现如权利要求1至7中任一项所述的直喷发动机的喷油控制方法的步骤。
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| CN202110848353.7A CN113700569A (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 直喷发动机的喷油控制方法、装置、电子设备和存储介质 |
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2021
- 2021-07-27 CN CN202110848353.7A patent/CN113700569A/zh active Pending
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