一种预燃室发动机冷启动控制方法及系统与流程

本发明涉及内燃机，特别涉及一种预燃室发动机冷启动控制方法及系统。

背景技术：

1、随着汽车行业的发展，预燃室点火技术成为点燃式内燃机的一个重要发展方向，预燃室的设计使得主燃烧室内的稀混合气能够被预燃室喷出的高温高速射流多点引燃，燃烧更为充分，提高了燃烧效率，减少了尾气排放，预燃室能够提供更好的混合气组织和燃烧控制，从而提高了发动机的燃油经济性和动力性能。

2、然而，预燃室的引入也带来了低温冷启动时点火困难的问题，冷启动是指发动机在低温环境下从静止到稳定运转的过程，在此过程中发动机机体和预燃室壁面温度较低，燃油雾化和蒸发不充分，预燃室内混合气浓度难以达到可靠点火界限，容易出现点火延迟增大，甚至失火，导致冷启动时间延长、碳氢和一氧化碳排放升高。

3、现有的冷启动控制策略多采用增加喷油量或推迟点火正时等单一手段，对于预燃室发动机而言，仅增加预燃室喷油量容易导致预燃室内混合气过浓，反而不利于点火；推迟点火则可能使燃烧相位过度滞后，降低燃烧稳定性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种预燃室发动机冷启动控制方法及系统，旨在解决现有技术中预燃室发动机低温冷启动时点火困难、燃烧不稳定的技术问题。

2、为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供了一种预燃室发动机冷启动控制方法，包括以下步骤：

3、获取发动机的初始温度参数，基于初始温度参数判断发动机是否进入冷启动模式；

4、若判定发动机进入冷启动模式，对预燃室喷油器、预燃室火花塞及主燃烧室喷油器进行协同控制，以在预燃室火花塞处形成局部预燃浓混合气，并使主燃烧室内的主混合气形成时刻与预燃室射流点火时刻匹配；

5、获取发动机燃烧状态及实时温度参数，基于发动机燃烧状态及实时温度参数判断是否退出冷启动模式。

6、进一步，所述对预燃室喷油器、预燃室火花塞及主燃烧室喷油器进行协同控制，以在预燃室火花塞处形成局部预燃浓混合气，并使主燃烧室内的主混合气形成时刻与预燃室射流点火时刻匹配的步骤包括：

7、控制预燃室喷油器在一个工作循环内执行第一喷油处理及第二喷油处理，工作循环包括进气行程及压缩行程，第一喷油处理执行于进气行程，第二喷油处理执行于压缩行程，在第二喷油处理后，在预燃室火花塞处形成局部预燃浓混合气；

8、控制预燃室火花塞在压缩行程的上止点前执行至少一次点火处理；

9、获取点火时刻，并获取预燃室燃烧延迟角，通过点火时刻及预燃室燃烧延迟角获取预燃室射流点火时刻，将预燃室射流点火时刻选定为主燃烧室内的主混合气形成时刻，基于主混合气形成时刻确定主燃烧室喷油器的主喷油时刻。

10、更进一步，第一喷油处理的喷油量小于第二喷油处理的喷油量，第二喷油处理的结束时刻早于首次点火处理的点火时刻。

11、更进一步，在所述控制预燃室喷油器在一个工作循环内执行第一喷油处理及第二喷油处理，工作循环包括进气行程及压缩行程，第一喷油处理执行于进气行程，第二喷油处理执行于压缩行程，在第二喷油处理后，在预燃室火花塞处形成局部预燃浓混合气的步骤之前，还包括：

12、在进气行程下对进气进行升温处理。

13、更进一步，在所述获取发动机的初始温度参数，基于初始温度参数判断发动机是否进入冷启动模式的步骤之后，还包括：

14、基于初始温度参数确定第一喷油处理的第一喷油时刻、第二喷油处理的第二喷油时刻、点火处理的次数、第一喷油处理及第二喷油处理的喷油量在总喷油量中的占比、首次点火处理的点火时刻。

15、更进一步，发动机燃烧状态包括稳定状态及不稳定状态，所述获取发动机燃烧状态及实时温度参数，基于发动机燃烧状态及实时温度参数判断是否退出冷启动模式的步骤包括：

16、获取若干工作循环下的若干缸压数据，通过若干缸压数据获取循环变动系数及若干点火延迟期；

17、通过循环变动系数及若干点火延迟期获取发动机燃烧状态，若发动机燃烧状态为稳定状态，则获取实时温度参数；

18、将实时温度参数与参数阈值进行比对，若实时温度参数大于参数阈值，则判定退出冷启动模式。

19、更进一步，缸压数据包括缸压曲线及示功曲线，所述获取若干工作循环下的若干缸压数据，通过若干缸压数据获取循环变动系数及若干点火延迟期的步骤包括：

20、获取若干工作循环内的若干缸内气体压力及与缸内气体压力对应的曲轴转角，以形成若干缸压曲线；

21、基于缸压曲线获取放热率曲线，通过放热率曲线获取总放热量，基于总放热量与预设阈值的乘积获取点火延迟放热量，将与点火延迟放热量对应的曲轴转角选定为模拟时刻，通过模拟时刻及点火时刻确定点火延迟期；

22、将曲轴转角转换为气缸工作容积，将若干缸内气体压力及与缸内气体压力对应的气缸工作容积组合为示功曲线；

23、通过示功曲线获取循环指示功，并通过循环指示功获取平均指示压力，基于若干个工作循环下的若干个平均指示压力获取循环变动系数。

24、更进一步，所述通过循环变动系数及若干点火延迟期获取发动机燃烧状态的步骤包括：

25、将若干点火延迟期分别与延期阈值进行比对，并将循环变动系数与变动阈值进行比对；

26、若若干点火延迟期均小于或等于延期阈值，且循环变动系数小于或等于变动阈值，则判定发动机燃烧状态为稳定状态；

27、若任一点火延迟期大于延期阈值和/或循环变动系数大于变动阈值，则判定发动机燃烧状态为不稳定状态。

28、更进一步，在所述若任一点火延迟期大于延期阈值和/或循环变动系数大于变动阈值，则判定发动机燃烧状态为不稳定状态的步骤中，还包括：

29、生成调节参数，通过调节参数对启动参数进行步进修正。

30、第二方面，本技术实施例提供了一种预燃室发动机冷启动控制系统，应用于如上述第一方面所述的预燃室发动机冷启动控制方法，所述系统包括：

31、获取模块，用于获取发动机的初始温度参数，基于初始温度参数判断发动机是否进入冷启动模式；

32、第一分析模块，用于若判定发动机进入冷启动模式，对预燃室喷油器、预燃室火花塞及主燃烧室喷油器进行协同控制，以在预燃室火花塞处形成局部预燃浓混合气，并使主燃烧室内的主混合气形成时刻与预燃室射流点火时刻匹配；

33、第二分析模块，用于获取发动机燃烧状态及实时温度参数，基于发动机燃烧状态及实时温度参数判断是否退出冷启动模式。

34、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的预燃室发动机冷启动控制方法。

35、第四方面，本技术实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的预燃室发动机冷启动控制方法。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过获取初始温度参数并据此判断是否进入冷启动模式，仅在低温条件下激活后续的协同控制策略，避免了在正常温度范围内对发动机原有控制逻辑的干预；通过对预燃室喷油器、预燃室火花塞及主燃烧室喷油器进行协同控制，在预燃室火花塞处形成局部预燃浓混合气，提高了低温下预燃室的点火可靠性，降低失火率，同时，通过使主燃烧室内的主混合气形成时刻与预燃室射流点火时刻相匹配，确保了预燃室喷出的高温高速射流能够在主混合气处于最易引燃的状态下到达，实现了预燃室火种与主燃烧室燃料的时空对接，改善了冷启动阶段的燃烧相位；通过获取发动机燃烧状态及实时温度参数来判断是否退出冷启动模式，能够根据实际燃烧效果和温度回升情况自适应地终止冷启动控制，既防止了过早退出导致燃烧不稳定，也避免了过晚退出造成的能耗浪费和排放恶化，实现了冷启动过程的自适应闭环管理。