[发明专利]利用可变气门实时控制缸内直喷汽油机当量燃烧的方法

说明书

本发明公开了一种利用可变气门实时控制缸内直喷汽油机当量燃烧的方法：ECU根据汽油机各个传感器信息，获得此时汽油机运行状态，计算得到此时所需喷油脉宽，信号发送给喷油器，喷油器根据喷油脉宽向缸内喷出燃料；ECU根据汽油机此时运行状态，读取燃烧空燃比map，获得此时汽油机缸内燃烧需要保持的燃烧空燃比；氧传感器实时检测排气中氧气浓度，通过信号线传递给ECU，ECU计算出缸内燃烧空燃比；ECU将缸内燃烧空燃比与map中对应空燃比进行比较，ECU向气门驱动机构发出相应信号调节进气门关闭时刻，控制缸内燃烧空燃比。本发明通过负反馈调节控制进气门的关闭时刻来控制缸内的新鲜充量，实现当量燃烧。

技术领域

本发明涉及内燃机领域，更具体的说，是涉及一种利用可变气门实时控制缸内直喷汽油机当量燃烧的方法。

背景技术

早期的汽油机采用气道喷射，形成当量均质混合气再进入缸内。但是，气道喷射会在进气口形成油膜，由于油膜的蒸发导致油量控制延迟和计量偏差，冷机启动时燃油蒸发困难，造成不稳定燃烧，显著加大汽油机的未燃HC排放水平。此外，气道喷射的汽油机是“量调节”来控制负荷大小，即通过控制均质混合气进入缸内的量来控制负荷的大小，这样势必会造成节流损失。随着发动机零部件制造技术的迅速提高，精度高、响应快的电控汽油直喷系统使得缸内直喷技术得到快速的发展。缸内直喷汽油机动机在中、小负荷时采用分层充气工作模式，通过控制喷入气缸的油量来控制发动机的负荷，不采用节气门可以降低泵气损失，从而提高发动机的燃油经济性，比气道喷射汽油机节油20％-30％，同时快速的响应能力能更精确的控制燃烧过程从而具有良好的动力性能。

虽然缸内直喷发动机具有诸多优点，但是其本身也有一些问题，亟待解决。混合气分层稀燃是缸内直喷发动机的燃烧方式。在分层混合过程中，混合气的浓度是非均匀的，因此会在某些区域存在浓度比较大的混合气，而在这些区域站，局部燃烧会导致温度较高，从而导致NOx排放较多。另外由于缸内直喷发动机压缩比大，放热速率快，也会引起NOx排放升高。原本用于解决化学当量比燃烧的汽油机的三效催化转化器，在缸内直喷汽油机稀燃模式下，转化效率不高，无法满足严格的排放法规，因此缸内直喷稀薄燃烧的排放问题成为一个难题。

随着排放法规的不断加严，鉴于稀燃催化剂技术不成熟导致采用缸内直喷分层混合气稀薄燃烧的汽油机的NOx排放无法满足近年来严格的排放法规，2005年以后采用化学当量比以及均质混合气(均质当量比)燃烧模式的GDI发动机逐渐成为主流。缸内直喷化学当量比燃烧发动机所有工况下都在进气冲程早喷，以形成均质混合气，并保持在化学计量比条件下工作，以适应三效催化剂的要求。缸内直喷化学当量比燃烧的汽油机虽然实现了负荷的质调节，即通过控制喷油量来调节负荷，但是为了采用三效催化转化器满足排放法规的要求，还是需要电子节气门等进气节流装置控制进气流量实现化学当量比燃烧，因此不可避免存在节流损失，降低发动机的燃油经济性。本发明的主要目的就是提出一种新的方法，控制缸内的当量燃烧同时，取消电子节气门等进气节流装置，从而提高汽油机的燃油经济性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，解决以上提出的缸内直喷式汽油机的缺点，提出一种利用可变气门实时控制缸内直喷汽油机当量燃烧的方法，通过负反馈调节控制进气门的关闭时刻来控制缸内的新鲜充量，实现当量燃烧。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明利用可变气门实时控制缸内直喷汽油机当量燃烧的方法，包括以下步骤：

第一步：ECU根据汽油机各个传感器获取的信息，获得此时汽油机的运行状态，计算得到此时所需的喷油脉宽，将信号发送给喷油器，喷油器根据喷油脉宽向缸内喷出燃料；

第二步：ECU根据汽油机此时的运行状态，读取燃烧空燃比map，获得此时汽油机缸内燃烧需要保持的燃烧空燃比；

第三步：氧传感器实时检测排气中的氧气浓度，将氧浓度信号通过信号线传递给ECU，ECU计算出缸内燃烧空燃比；