[发明专利]一种基于缸压的掺二甲醚内燃机点燃/压燃控制装置及方法

摘要

本发明提供一种基于缸压的掺二甲醚内燃机点燃/压燃控制装置及方法，具体内容涉及内燃机的点燃、压燃复合燃烧过程控制。该系统在保留内燃机本体全部零件的基础上增加了一套二甲醚喷射系统、一套缸压检测系统及一台燃烧过程电控单元。燃烧过程电控单元可以根据缸压信号计算最大压力升高率，并根据该值控制二甲醚及点火角，从而实现掺二甲醚内燃机点燃、压燃过程的灵活控制与转换，从而最大限度利用压燃方式提高内燃机热效率，并通过点燃方式保证内燃机运行稳定性。

主权项

一种基于缸压的掺二甲醚内燃机点燃/压燃控制方法，所应用的装置包括内燃机(1)、内燃机上原有的喷油器(2)、火花塞(4)及原机电控单元(6)，安装在内燃机各缸进气歧管或进气总管上的二甲醚喷嘴(3)，还包括安装在缸盖上的缸压传感器(5)，以及一套燃烧过程电控单元(7)；燃烧过程电控单元(7)与原机电控单元(6)相连接，并获得内燃机目标转矩信号a、实际转矩信号b、凸轮轴信号j、曲轴角信号k及原机点火信号n；燃烧过程电控单元(7)与缸压传感器(5)相连接获得缸压信号e；燃烧过程电控单元(7)与喷油器(2)、二甲醚喷嘴(3)、火花塞(4)相连接，并发出燃料实际喷射信号h、二甲醚喷射信号g及实际点火信号f；其特征在于，该方法包括如下步骤：1)燃烧过程电控单元(7)检测凸轮轴信号j判断气缸上止点位置，检测曲轴信号k判断曲轴位置，检测缸压信号e获得缸压变化，通过上述信号确定同一循环内缸内压力随曲轴转角的变化关系及位置，并基于同一循环内缸内压力随曲轴转角的变化关系及位置计算循环内最高压力升高率(dp/dθ)max；(dP/dθ)max＝max[(Pi‑Pi‑1)/Δθ]  公式一θ表示曲轴转角，P表示缸内压力，(Pi‑Pi‑1)表示在Δθ范围内压力的变化；2)内燃机转矩控制：燃烧过程电控单元(7)依据目标转矩信号a及实际转矩信号b控制燃料实际喷射信号h，当实际转矩低于目标转矩时，燃烧过程电控单元(7)通过增加燃料实际喷射信号h的脉宽使内燃机实际转矩增加；当实际转矩等于目标转矩时，燃烧过程电控单元(7)不改变燃料实际喷射信号h的脉宽使内燃机实际转矩保持不变；当实际转矩大于目标转矩时，燃烧过程电控单元(7)通过降低燃料实际喷射信号h的脉宽使内燃机实际转矩减小；3)点燃/压燃模式控制：在任意转矩下，当(dp/dCA)max小于0.5MPa/°时，燃烧过程电控单元(7)通过发出二甲醚喷射信号g增加二甲醚的喷射脉宽，并保持此过程中内燃机以点燃模式运行，燃烧过程电控单元(7)根据原机点火信号n发出实际点火信号f，并保持内燃机实际点火角与原机点火角相同；当(dp/dCA)max大于等于0.5MPa/°时，燃烧过程电控单元(7)通过发出二甲醚喷射信号g使二甲醚喷射脉宽保持不变，并通过发出实际点火信号f使内燃机实际点火角从自(dp/dCA)max大于等于0.5MPa/°的第二个循环起较原机推迟2°点火，第三个循环起较原机推迟4°点火，第四个循环起较原机推迟6°点火，第五个循环起较原机推迟8°点火，第六个循环起较原机推迟10°点火，在推迟点火过程中，燃烧过程电控单元7通过发出二甲醚喷射信号g使二甲醚喷射脉宽不变或增加以保持(dp/dCA)max不低于0.5MPa/°，当点火角自(dp/dCA)max大于等于0.5MPa/°的第二个循环起较原机推迟10°后，燃烧过程电控单元(7)通过发出实际点火信号f使内燃机停止点火，使内燃机以压燃模式运行。