内燃机的控制方法、系统及车辆技术方案

本发明专利技术提出一种内燃机的控制方法，内燃机的每个工作循环包括：进气、压缩、膨胀、再压缩、再膨胀和排气冲程，该方法包括：汽油分层稀薄燃烧阶段：在进气、压缩和膨胀冲程过程，向内燃机的汽缸内喷射汽油，以使内燃机利用汽油进行做功，其中，汽油与空气混合物的空燃比位于第一阈值和第二阈值之间；柴油压燃阶段：利用汽油分层稀薄燃烧阶段时汽油燃烧后废气的热量在再压缩、再膨胀和排气冲程过程，向内燃机的汽缸内喷射柴油，以使内燃机利用柴油进行做功。根据本发明专利技术实施例的方法可提高车辆的燃油经济性，并可有效降低车辆的尾气污染物的排放量。本发明专利技术还提出了一种内燃机的控制系统及车辆。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的控制方法、系统及车辆
本专利技术涉及汽车
，特别涉及一种内燃机的控制方法、系统及车辆。
技术介绍
内燃机(如发动机)作为如汽车、飞机等的动力源起到至关重要的作用。内燃机工作时会消耗不可再生能源如石油，并产生尾气污染，随着全球气候的日益变暖，诸如C02的排放问题成为全球人类关注的焦点。因此，如何降低能耗并且减少尾气污染显得尤为重要。对于传统的四冲程发动机而言，热效率偏低，例如有30%的废气能量浪费，并且产生大量的尾气污染物。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种内燃机的控制方法。该方法可提高车辆的燃油经济性，并可有效降低车辆的尾气污染物的排放量。本专利技术的另一个目的在于提出一种内燃机的控制系统。本专利技术的再一个目的在于提出一种车辆。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面的实施例公开了一种内燃机的控制方法，所述内燃机的每个工作循环包括:进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程，所述方法包括以下步骤:汽油分层稀薄燃烧阶段:在所述进气冲程、压缩冲程和膨胀冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射汽油，以使所述内燃机利用所述汽油进行做功，其中，所述汽油与空气混合物的空燃比位于第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于所述第二阈值；柴油压燃阶段:利用所述汽油分层稀薄燃烧阶段时汽油燃烧后废气的热量在所述再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射柴油，以使所述内燃机利用所述柴油进行做功。根据本专利技术实施例的内燃机的控制方法，采用汽油分层稀薄燃烧和柴油压燃的两段燃烧模式，在汽油分层稀薄燃烧阶段，能够降低发动机的泵气损失，提高发动机的压缩比及燃烧产物的比热比，提高热效率，在柴油压燃阶段，通过对柴油喷射次数及喷油相位的控制，可以在膨胀冲程及再压缩冲程中进行多次或单次喷射燃油。通过两段燃烧，最终保持混合物的空燃比在理论空燃比附近，能够解决汽油分层稀薄燃烧时发动机产生过高NOx(氮氧化物)的问题，发动机在一个工作循环中做两次功，提高了功率密度，并且在提高功率密度的同时，降低了发动机的怠速转速及输出同等功率下的发动机转速，从而降低了发动机摩擦，提高了燃油经济性。另外，根据本专利技术上述实施例的内燃机的控制方法还可以具有如下附加的技术特征:在一些示例中，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷小于第一预设负荷的工况时，所述汽油分层稀薄燃烧阶段内采用二次喷射汽油模式，所述柴油压燃阶段采用柴油预喷和主喷模式，其中，第一次喷射汽油相位SOI = (250°，350° )CABTDC，第二次喷射汽油相位EOI = (40° ,55° )CABTDC，点火角=(25° ,40° )，第一次喷射汽油量:第二次喷射汽油量=3:2，临近火花塞的λ大于I ;柴油预喷相位EOI1 = (2000° ,250° )CAATDC，柴油主喷相位EOI2 = (340°，350° ) CA ATDC，柴油主喷量:柴油预喷量=2:1。在一些示例中，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷大于所述第一预设负荷且小于第二预设负荷的工况时，所述汽油分层稀薄燃烧阶段内采用二次喷射汽油模式，所述柴油压燃阶段采用一次柴油喷射模式，其中，所述第二预设负荷大于所述第一预设负荷，其中，第一次喷射汽油相位SOI1= (300°，350° )CA BTDC，第二次喷射汽油相位SOI2=(200°，150° )CABTDC，第一次喷射汽油量:第二次喷射汽油量=1:2，临近火花塞的λ=20 ;柴油喷射相位喷油相位EOI = (320°，340。) CA ATDC0在一些示例中，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷大于所述第二预设负荷的工况时，采用多次喷射方式进行柴油压燃或汽油点燃，其中，当进行柴油压燃时，主喷喷油相位SOI晚于或等于第二次压缩上止点前30度，主喷喷油相位EOI早于或等于第二次压缩上止点后20度，当进行汽油点燃时，所述λ ( 1，且在所述再压缩冲程时进行点火，其中，所述第三预设负荷大于所述第二预设负荷。在一些示例中，所述第一阈值为25，所述第二阈值为40。本专利技术第二方面的实施例公开了一种内燃机的控制系统，所述内燃机的每个工作循环包括:进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程，所述系统包括:汽油分层稀薄燃烧控制模块，用于在所述进气冲程、压缩冲程和膨胀冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射汽油，以使所述内燃机利用所述汽油进行做功，其中，所述汽油与空气混合物的空燃比位于第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于所述第二阈值；柴油压燃控制模块，用于利用所述汽油分层稀薄燃烧阶段时汽油燃烧后废气的热量在所述再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射柴油，以使所述内燃机利用所述柴油进行做功。根据本专利技术实施例的内燃机的控制系统，采用汽油分层稀薄燃烧和柴油压燃的两段燃烧模式，在汽油分层稀薄燃烧阶段，能够降低发动机的泵气损失，提高发动机的压缩比及燃烧产物的比热比，提高热效率，在柴油压燃阶段，通过对柴油喷射次数及喷油相位的控制，可以在膨胀冲程及再压缩冲程中进行多次或单次喷射燃油。通过两段燃烧，最终保持混合物的空燃比在理论空燃比附近，能够解决汽油分层稀薄燃烧时发动机产生过高NOx的问题，发动机在一个工作循环中做两次功，提高了功率密度，并且在提高功率密度的同时，降低了发动机的怠速转速及输出同等功率下的发动机转速，从而降低了发动机摩擦，提高了燃油经济性。另外，根据本专利技术上述实施例的内燃机的控制系统还可以具有如下附加的技术特征:在一些示例中，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷小于第一预设负荷的工况时，所述汽油分层稀薄燃烧控制模块采用二次喷射汽油模式，所述柴油压燃控制模块采用柴油预喷和主喷模式，其中，第一次喷射汽油相位SOI = (250°，350° )CABTDC,第二次喷射汽油相位EOI = (40° ,55° )CA BTDC，点火角=(25° ,40° )，第一次喷射汽油量:第二次喷射汽油量=3:2，临近火花塞的λ大于I ;柴油预喷相位EOI1 = (2000°，250° )CAATDC，柴油主喷相位EOI2 = (340°，350° ) CA ATDC，柴油主喷量:柴油预喷量=2:1。在一些示例中，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷大于所述第一预设负荷且小于第二预设负荷的工况时，所述汽油分层稀薄燃烧控制模块采用二次喷射汽油模式，所述柴油压燃控制模块采用一次柴油喷射模式，其中，所述第二预设负荷大于所述第一预设负荷，其中，第一次喷射汽油相位SOI1= (300°，350° )CABTDC，第二次喷射汽油相位SOI2 = (200°，150° ) CA BTDC，第一次喷射汽油量:第二次喷射汽油量=1:2，临近火花塞的λ = 20 ;柴油喷射相位喷油相位EOI = (320°，340° )CAATDC。在一些示例中，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷大于所述第二预设负荷的工况时，所述柴油压燃控制模块采用多次喷射方式进行柴油压燃或所述汽油分层稀薄燃烧控制模块采用多次喷射方式进行汽油点燃，其中，当进行柴油压燃时，主喷喷油相位SOI晚于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制方法，其特征在于，所述内燃机的每个工作循环包括：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程，所述方法包括以下步骤：汽油分层稀薄燃烧阶段：在所述进气冲程、压缩冲程和膨胀冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射汽油，以使所述内燃机利用所述汽油进行做功，其中，所述汽油与空气混合物的空燃比位于第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于所述第二阈值；柴油压燃阶段：利用所述汽油分层稀薄燃烧阶段时汽油燃烧后废气的热量在所述再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射柴油，以使所述内燃机利用所述柴油进行做功。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机的控制方法，其特征在于，所述内燃机的每个工作循环包括:进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程，所述方法包括以下步骤: 汽油分层稀薄燃烧阶段:在所述进气冲程、压缩冲程和膨胀冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射汽油，以使所述内燃机利用所述汽油进行做功，其中，所述汽油与空气混合物的空燃比位于第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于所述第二阈值； 柴油压燃阶段:利用所述汽油分层稀薄燃烧阶段时汽油燃烧后废气的热量在所述再压缩冲程、再膨胀冲程和排气冲程过程，向所述内燃机的汽缸内喷射柴油，以使所述内燃机利用所述柴油进行做功。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷小于第一预设负荷的工况时，所述汽油分层稀薄燃烧阶段内采用二次喷射汽油模式，所述柴油压燃阶段采用柴油预喷和主喷模式， 其中，第一次喷射汽油相位SOI = (250°，350° )CA BTDC，第二次喷射汽油相位EOI= (40° ,55° )CABTDC，点火角=(25° ,40° )，第一次喷射汽油量:第二次喷射汽油量=3:2，临近大于I ； 柴油预喷相位 EOI1 = (2000°，250。) CA ATDC，柴油主喷相位 EOI2 = (340°，350。)CAATDC，柴油主喷量:柴油预喷量=2:1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷大于所述第一预设负荷且小于第二预设负荷的工况时，所述汽油分层稀薄燃烧阶段内采用二次喷射汽油 模式，所述柴油压燃阶段采用一次柴油喷射模式，其中，所述第二预设负荷大于所述第一预设负荷， 其中，第一次喷射汽油相位SOI1 = (300°，350° )CA BTDC，第二次喷射汽油相位SOI2=(200°，150° )CABTDC，第一次喷射汽油量:第二次喷射汽油量=1:2，临近火花塞的λ=20 ； 柴油喷射相位喷油相位EOI = (320°，340° )CAATDC。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述内燃机处于转速小于第一预设转速且负荷大于所述第二预设负荷的工况时，采用多次喷射方式进行柴油压燃或汽油点燃，其中，当进行柴油压燃时，主喷喷油相位SOI晚于或等于第二次压缩上止点前30度，主喷喷油相位EOI早于或等于第二次压缩上止点后20度，当进行汽油点燃时，所述λ <1，且在所述再压缩冲程时进行点火，其中，所述第三预设负荷大于所述第二预设负荷。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为25，所述第二阈值为40。6.一种内燃机的控制系统，其特征在于，所述内燃机的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛玉虎，张世昌，卢刚，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13