[发明专利]一种适用废气涡轮增压发动机冷起动过程的控制方法

说明书

本发明公开了一种适用废气涡轮增压发动机冷起动过程的控制方法：发动机冷起动过程中，ECU读取缸压、振动、曲轴转速信号，判断发动机冷起动燃烧情况；如果判断为燃烧效率低或失火，ECU控制排气门早开晚关；废气驱动废气涡轮增压器后全部导回缸内重新燃烧；降低下一循环喷油量；如果判断为燃烧效率中等，ECU控制排气门早关较早开；部分废气留在缸内重新燃烧，其余废气驱动废气涡轮增压器后进入后处理器；降低下一循环喷油量；如果判断为燃烧效率高或正常燃烧，ECU控制排气门晚开晚关；废气全部排出驱动废气涡轮增压器后进入后处理器；下一循环正常喷油。本发明能够改善发动机冷起动着火性能并提高燃油经济性，降低未燃HC和CO排放。

技术领域

本发明涉及发动机领域，更具体的说，是涉及一种适用废气涡轮增压发动机冷起动过程的控制方法。

背景技术

我国石油对外依存度逐年升高，2019年已达70.8％，而发动机消耗石油占比超过60％，因此提高发动机热效率及燃油经济性对我国能源安全具有重要意义。同时排放法规的升级也为发动机高效清洁燃烧提出了巨大挑战。

研究表明，发动机冷起动阶段的有害排放物占排放物总量的60-80％，同时存在动力不足的问题。这是由于发动机冷起动过程中，气缸内壁面温度及冷却水温度低，不利于燃油的雾化混合，使着火困难，甚至发生失火，从而大量燃料未经完全燃烧便排出，导致发动机冷起动时动力不足，且燃油经济性和排放性能差。冬季空气温度低与高原环境中大气密度下降导致进气不足将加剧这一情况。对于废气涡轮增压发动机，冷起动工况下，发动机转速低，且由于燃烧不充分，废气压力温度低，废气能量的不足使废气涡轮增压器的效率降低，无法满足动力需求。目前发动机冷起动多采用进气预热的方式，但需要额外的冷起动辅助装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种适用废气涡轮增压发动机冷起动过程的控制方法，能够通过调整排气门开闭时刻和喷油量来改善发动机冷起动着火性能并提高燃油经济性，降低未燃HC和CO排放。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明适用废气涡轮增压发动机冷起动过程的控制方法，包括以下过程：

发动机实际运行的冷起动过程中，ECU分别读取缸压信号、振动信号、曲轴转速信号，判断发动机冷起动的燃烧情况，控制调整排气门开闭时刻和喷油量；

如果ECU的判断结果为燃烧效率低或失火，ECU控制排气门早开晚关，EVO：50-75℃A BBDC，EVC：15-30℃A ATDC；废气驱动废气涡轮增压器后全部导回缸内重新燃烧；降低下一循环喷油量；

如果ECU的判断结果为燃烧效率中等，ECU控制排气门早关较早开，EVO：30-50℃ABBDC，EVC：0-15℃AATDC；部分废气留在缸内重新燃烧，其余废气驱动废气涡轮增压器后进入后处理器；降低下一循环喷油量；

如果ECU的判断结果为燃烧效率高或正常燃烧，ECU控制排气门晚开晚关，EVO：10-30℃A BBDC，EVC：15-30℃A ATDC；废气全部排出驱动废气涡轮增压器后进入后处理器；下一循环正常喷油。

根据下述条件联合判断发动机冷起动的燃烧情况：

通过缸压传感器、曲轴位置传感器及振动传感器得到发动机冷起动各个循环的缸压数据、曲轴转速数据及振动数据；根据公式(1)计算燃烧效率：

其中，g_b为循环喷油量，kg/cycle；H_u为燃料热值，kJ/kg；Q为循环放热量，kJ/cycle，由放热率积分得到，其中，放热率根据测得的缸压数据，即示功图计算得到；

当燃烧效率η_b≤30％时，定义为情况1：燃烧效率低或失火；