CN113250843A - 一种燃烧系统的控制方法、燃烧系统及柴油机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柴油机技术领域，具体公开了一种燃烧系统的控制方法、燃烧系统及柴油机，该燃烧系统的控制方法通过两次主燃料喷射能够使两次喷射的油束于缸内卷吸效应的空间强度叠加，实现油束对缸内流场的两次组织，强化缸内湍流，提高缸内油气混合的速率，有效提升燃烧中后期的燃烧速度和缸内空气利用率；且通过确定第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，保证气缸压力至少能达到缸压上限阈值，在第二主燃料喷射时，气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使曲轴转过的角度不小于第一预设转角，能够保证空间卷吸叠加效应最优，保证柴油机功率输出最优。

Description

一种燃烧系统的控制方法、燃烧系统及柴油机
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种燃烧系统的控制方法及、燃烧系统及柴油机。
背景技术
现有柴油机的燃烧组织方式主要以扩散燃烧为主，燃烧速度很大程度上受限于油气混合速度。此外，现阶段高压共轨柴油机都采用一次主燃料喷射，单次高压喷射的卷吸效应主要发生在雾化区域，在油束中段卷吸作用减弱，油气混合效果较差，且由于柴油机转速较高，对于四冲程柴油机，用于组织油气混合的时间非常短，单次喷射产生的射流和液滴在经历破碎雾化之后，很难及时在燃烧室内扩散与空气形成均匀混合气，从而限制燃烧过程快速进行，进一步限制了柴油机功率输出。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种燃烧系统的控制方法及、燃烧系统及柴油机，以提升燃油喷射后与空气混合的均匀性。
一方面，本发明提供一种燃烧系统的控制方法，所述燃烧系统包括活塞、喷油器和气缸，所述活塞能于所述气缸内往复地上下运动，所述喷油器在所述活塞的每个运动周期中至少依次执行第一主燃料喷射和第二主燃料喷射，且所述喷油器在所述第一主燃料喷射至所述第二主燃料喷射的过程中持续喷油；所述喷油器执行所述第一主燃料喷射过程中喷油速率最高时对应的喷射压力为第一喷射压力，所述喷油器执行所述第二主燃料喷射过程中喷油速率最高时对应的喷射压力为第二喷射压力；
所述燃烧系统的控制方法包括：
确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值；
迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，所述确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值包括：
若所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整所述第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到所述缸压上限阈值，且当所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且所述气缸压力从第一气缸压力上升到所述缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角；其中，所述气缸压力等于所述第一气缸压力时对应的气缸容积与所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值对应的气缸容积相同。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，在活塞的每个运动周期中，喷油器开始第一主燃料喷射的时间为第一时间t1，喷油器在第一主燃料喷射和第二主燃料喷射之间喷射的燃油的速率最低的时间为第二时间t2，第一喷射压力为P1；
所述若所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整所述第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到所述缸压上限阈值，且当所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且所述气缸压力从所述第一气缸压力上升到所述缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角包括：
第一主燃料喷射的过程中，实时采集气缸内的气缸压力P，实时采集曲轴的转角，并将气缸压力P和缸压上限阈值Pmax比较，且判断曲轴的转角是否超过第一角度；
若气缸压力P小于缸压上限阈值Pmax，且曲轴的转角位于第一角度之后；则增大第一喷射压力P1的数值；和/或，将第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，增大第一喷射压力P1的数值；和/或，将第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小包括：
获取第一主燃料喷射的过程中气缸压力的最大值Px；
计算n=(Pmax-Px)/Pmax；
若n≤5%；则仅将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，若n＞5%，则将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值，且调整第一时间t1和/或第二时间t2以使第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小第二设定值。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，若气缸压力P不小于缸压上限阈值Pmax，且曲轴的转角位于第一角度之前；
获取气缸压力P等于缸压上限阈值Pmax时的气缸内的实时气缸容积V；
根据气缸容积和曲轴转角的关系map，获取气缸容积等于实时气缸容积V时所对应的气缸上行时的曲轴转角ϕa和气缸下行时的曲轴转角ϕb；
计算ϕ1=ϕb-ϕa；
判断ϕ1与第二预设转角ϕn的大小；
若ϕ1＜ϕn，则将第一喷射压力P1的数值增大第三设定值，和/或调整第一时间t1和/或第二时间t2以使第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小第四设定值。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，第二喷射压力为P2；所述迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角包括：
当ϕ1≥ϕn时；
根据map获取气缸压力P等于Pn时的曲轴转角ϕc，其中，ϕc＞ϕb ，Pn为设定缸压且Pmax＞Pn；
获取曲轴转角ϕb至曲轴转角ϕc区间的气缸压力和曲轴转角间的关系曲线y；
计算k1=dy/dϕ；k2=dk1/dϕ，ϕ的取值为ϕc至ϕd；
获取k2的绝对值的最大值kmax；
比较kmax和预设参数ka的大小；
若kmax＜ka，则将第二喷射压力P2的数值增大第五设定值。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，喷油器结束第二主燃料喷射的时间为第三时间t3，若kmax≥ka，燃烧系统的控制方法还包括：
计算ϕ2=ϕ2= ϕc –ϕb；
判断ϕ2与第一预设转角ϕm的大小；
若ϕ2＜ϕm，则将第三时间t3的数值增大第六设定值。
作为燃烧系统的控制方法的优选技术方案，若ϕ2≥ϕm，则保持第三时间t3的数值不变。
另一方面，本发明提供一种燃烧系统，用于实施任意上述方案中所述的燃烧系统的控制方法，燃烧系统包括活塞、喷油器、气缸和控制器，所述控制器用于控制所述喷油器在所述活塞的每个运动周期中至少依次执行第一主燃料喷射和第二主燃料喷射，且所述喷油器在所述第一主燃料喷射至所述第二主燃料喷射的过程中持续喷油；
所述控制器用于确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值；
所述控制器用于迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。
再一方面，本发明提供一种柴油机，包括上述方案中的燃烧系统。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种燃烧系统的控制方法、燃烧系统及柴油机，该燃烧系统的控制方法通过两次主燃料喷射能够使两次主燃料喷的高速油束于缸内卷吸效应的空间强度叠加，实现油束对缸内流场的两次组织，强化缸内湍流，提高缸内油气混合的速率，有效提升燃烧中后期的燃烧速度和缸内空气利用率；且通过确定第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力保证气缸压力，以使第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值；迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在所述时间段内的各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角，能够保证空间卷吸叠加效应达到最优，保证柴油机功率输出最优。
附图说明
图1为本发明实施例二中喷油器的喷油规律示意图；
图2为本发明实施例二中瞬时放热率与曲轴转角的关系图；
图3为本发明实施例二中卷吸效应燃烧速率及缸压示功图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本实施例提供一种燃烧控制系统，燃烧控制系统包括活塞、喷油器和气缸，其中，活塞能于气缸内往复地上下运动，喷油器用于将燃油喷射于设置于活塞的燃烧室内。该燃烧控制系统还包括控制器，控制器用于控制喷油器在活塞的每个运动周期中至少依次执行第一主燃料喷射和第二主燃料喷射，且喷油器在第一主燃料喷射至第二主燃料喷射的过程中持续喷油，且喷油器进行一主燃料喷射和喷油器进行第二主燃料喷射时喷射出的燃油的速率均不小于设定值，喷油器在第一主燃料喷射和第二主燃料喷射之间喷射出的燃油的速率小于设定值。其中，控制器可与设置于给喷油器供油的供油管路上的控制阀连接，以通过对控制阀控制电流大小的控制对喷油器的喷油压力进行控制，进而调节喷油器喷出的燃油的效率。
其中，控制器用于确定第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值。且控制器用于迭代调整第二主燃料喷射的持续时长和第二喷射压力中的至少一项，以使第二主燃料喷射的过程中，气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。控制器具体的实现过程详见下文。
本实施例中，通过控制喷油器在活塞的运动周期中两次进行主燃料喷射且在两次主燃料喷射过程中持续辅助喷射，能够使两次主燃料喷射的高速油束于缸内卷吸效应的空间强度叠加，实现油束对缸内流场的两次组织，强化缸内湍流，提高缸内油气混合的速率，有效提升燃烧中后期的燃烧速度和缸内空气利用率。且通过确定第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，保证气缸压力至少能达到缸压上限阈值，在第二主燃料喷射时，气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使曲轴转过的角度不小于第一预设转角，能够保证空间卷吸叠加效应最优，保证柴油机功率输出最优
实施例二
本实施例提供一种柴油机，柴油机包括实施例一中的燃烧系统。且柴油机具有实施例一中的燃烧系统的有益效果。
实施例三
本实施例提供一种燃烧系统的控制方法，可通过实施例一中的燃烧系统实施。燃烧系统的控制方法包括：
S100：确定第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值。
S200：迭代调整第二主燃料喷射的持续时长和第二喷射压力中的至少一项，以使第二主燃料喷射的过程中，气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。
该燃烧系统的控制方法，通过控制喷油器在活塞的运动周期中两次进行主燃料喷射且在两次主燃料喷射过程中持续辅助喷射，能够使两次主燃料喷射的高速油束于缸内卷吸效应的空间强度叠加，实现油束对缸内流场的两次组织，强化缸内湍流，提高缸内油气混合的速率，有效提升燃烧中后期的燃烧速度和缸内空气利用率；同时还能够保证空间卷吸叠加效应达到最优，保证柴油机功率输出最优。
可选地，S100中，若第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到缸压上限阈值，且当气缸压力首次达到缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且气缸压力从第一气缸压力上升到缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角；其中，气缸压力等于第一气缸压力时对应的气缸容积与气缸压力首次达到缸压上限阈值对应的气缸容积相同。如此可实现对第一主燃料喷射的过程中的气缸压力的闭环调节，并最终使第一主燃料喷射的过程中的气缸压力达到缸压上限阈值。
如图1所示，在活塞的每个运动周期中，喷油器开始第一主燃料喷的时间为第一时间t1，喷油器在第一主燃料喷和第二主燃料喷之间喷射的燃油的速率最低的时间为第二时间t2，喷油器进行第一主燃料喷的过程中喷射的燃油的速率最高时对应的喷射压力为第一喷射压力P1。
具体地，“若第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到缸压上限阈值，且当气缸压力首次达到缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且气缸压力从第一气缸压力上升到缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角”的方法为：
S10：第一主燃料喷射的过程中，实时采集缸内的气缸压力P，实时采集曲轴的转角。
S20：将气缸压力P和缸压上限阈值Pmax比较，且判断曲轴的转角是否超过第一角度。
若气缸压力P小于缸压上限阈值Pmax，且曲轴的转角位于第一角度之后，则执行S30。
S30：增大第一喷射压力P1的数值，和/或者将第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小，并重复进行S10。
通过步骤S10至步骤S30，可在有限的几个活塞运动周期后，保证曲轴的转角尚未达到第一角度时，气缸压力便可不小于缸压上限阈值Pmax，进而提升燃烧中后期的燃烧速度和缸内空气利用率。如图2所示，本实施例中，第一角度为AI50，从而该燃烧系统控制方法可有效缩短A150至AI90的时间且在AI50至AI90之间的时间段内控制燃烧速率稳定在Pmax。其中，Pmax的具体数值可根据实际需要进行设置。
可选地，增大第一喷射压力P1的数值，和/或者将第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小的方法如下：
获取第一主燃料喷射的过程中气缸压力的最大值Px。
计算n=(Pmax-Px)/Pmax。
若n≤5%；则仅将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值。
可以理解的是，可从活塞的运动周期中所有采集的气缸压力的数值中获取第一主燃料喷射的过程中气缸压力的最大值Px ，且Pmax＞Px。以将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值为例，其含义为将当前的活塞往复上下运动的周期中的第一喷射压力P1加上第一设定值并作为新的第一喷射压力P1，且应用于下一个活塞运动周期。
若n＞5%，则将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值，且同时调整第一时间t1和/或第二时间t2以使第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小第二设定值。
由于第一喷射压力P1的大小不能无限增加，当n≤5%时，此时Pmax与第一主燃料喷射的过程中气缸压力的最大值Px相差不大，可直接通过调节第一喷射压力P1改善油束的喷射速率，进而改善油气混合的程度和缸内流场，对缸内的气缸压力P以及气缸压力P达到Pmax时的曲轴角度进行调节；n＞5%时，Pmax与第一主燃料喷射的过程中气缸压力的最大值Px相差较大，需要在调节第一喷射压力P1的同时，对第二时间t2与第一时间t1的差值进行调节，同样可实现改善油束的喷射速率，对缸内的气缸压力P以及气缸压力P达到Pmax时的曲轴角度进行调节的作用。其中，第一设定值和第二设定值的大小可根据需要进行设定，在调节第二时间t2与第一时间t1的差值的时候，亦可根据需要仅对第二时间t2或第一时间t1进行单独调节。
本实施例中，示例性地给出了通过经验对第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力进行调整的方案，在其他的实施例中，亦可通过模型对其进行调整。
可选地，S20中若气缸压力P大于等于缸压上限阈值Pmax，且曲轴的转角位于第一角度之前，包括位于S20以后的以下步骤。
S40：获取气缸压力P等于缸压上限阈值Pmax时的气缸内的实时气缸容积V。
具体地，获取气缸内的实时容积为现有技术，例如，可通过燃烧分析仪对柴油机每次循环的缸压曲线进行采集，进而获取气缸内的实时容积。获取的实时气缸容积V为第一主燃料喷射过程中，气缸压力首次达到Pmax时的气缸容积V
S50：根据气缸容积和曲轴转角的关系map，获取气缸容积等于实时气缸容积V时所对应的气缸上行时的曲轴转角ϕa和气缸下行时的曲轴转角ϕb。
可以理解的是，随着活塞上行和下行，缸内的容积先减小后增大，从而，对应同一个实时容积，对应有活塞上行时曲轴转角的位置和活塞下行时曲轴转角的位置。如图3所示，本实施例中，气缸上行时曲轴转角ϕa对应的第一气缸压力P的大小等于P0，气缸下行时，当曲轴转角为ϕb时，气缸压力P等于缸压上限阈值Pmax。其中，气缸容积和曲轴转角的关系map可通过前期大量试验获得，并预存于控制器中。
S60：计算ϕ1=ϕb-ϕa。
S70：判断ϕ1与第二预设转角ϕn的大小。
若ϕ1＜ϕn，则执行S80。
S80：将第一喷射压力P1的数值增大第三设定值，和/或调整第一时间t1和/或第二时间t2以使第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小第四设定值，并重复步骤S10。
通过步骤S40至S80，可实现对气缸压力从所述第一气缸压力上升到所述缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度的闭环调整，保证在有限次的活塞运动周期后，ϕ1的数值不小于ϕn，进而可保证双主喷卷吸叠加作用的经济性最优。其中，ϕn的具体数值大小、第三设定值以及第四设定值可根据需要进行设置。
可选地，第二喷射压力为P2；当ϕ1≥ϕn时，S200中“迭代调整第二主燃料喷射的持续时长和第二喷射压力中的至少一项，以使第二主燃料喷射的过程中，气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角”具体包括位于S80之后的以下步骤：
S90：根据map获取气缸压力P等于Pn时的曲轴转角ϕc，其中，ϕc＞ϕb，Pn为设定缸压且Pmax＞Pn。
可以理解的是，由于，ϕc＞ϕb，对应曲轴转角为ϕb至 ϕc之间的气缸压力P至少不小于Pn，可认为气缸压力处于峰值波动内。其中，Pn的值可根据需要进行设置。
S100：获取曲轴转角ϕb至曲轴转角ϕc区间的气缸压力和曲轴转角间的关系曲线y。具体地，气缸压力和曲轴转角间的关系曲线y中，自变量为曲轴转角，因变量为气缸压力。
S110：计算k1=dy/dϕ；k2=dk1/dϕ，ϕ的取值为ϕb至 ϕc。
其中，k1为曲线y的斜率，k2为曲线斜率的变化率。
S120：获取k2的绝对值的最大值kmax。
其中，k2的绝对值的最大值是指在ϕ的取值范围ϕb至 ϕc内，k2的最小负值和最大正值中绝对值最大的数值。
S130：比较kmax和预设参数ka的大小。
若kmax＜ka，则执行S140。
S140：将第二喷射压力P2的数值增大第五设定值，并重复步骤S10。
其中，ka的具体数值大小和第五设定值可根据需要进行设置。本实施例中，ka的数值为0.05，对应的设定斜率变化率范围为-0.05~0.05。当k2的最小数值不小于ka时，ka的数值大于或等于0.05。可以理解的是，通过增大第二喷射压力P2，可增加喷射轨压，将气缸压力维持在恒定的值附近。通过步骤S90至S140，实现对缸压变化曲线在气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内各个时间点的曲线斜率的变化率的闭环调节，可保证在有限次的活塞运动周期过程后，k2的最小数值不小于ka，进而可保证双主喷卷吸叠加作用的经济性最优。
可选地，喷油器结束第二主燃料喷的时间为第三时间t3，若kmax≥ka，还包括位于步骤S130之后的以下步骤。
S150：计算ϕ2=ϕ2= ϕc –ϕb。
S160：判断ϕ2与第一预设转角ϕm的大小。
若ϕ2＜ϕm，则执行S170；若ϕ2≥ϕm，则执行S180。
S170：将第三时间t3的数值增大第六设定值。
S180：保持第三时间t3的数值不变。
其中，第六设定值的大小和第二预设转角ϕm的大小可根据需要进行设定，通过步骤S150至S180，实现对气缸压力从缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度的闭环调节，可保证在有限次的活塞往复运动过程后，ϕ2的数值不小于ϕm，进而可保证ϕ1+ϕ2的和足够大，以使双主喷卷吸叠加作用的经济性最优。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种燃烧系统的控制方法，所述燃烧系统包括活塞、喷油器和气缸，所述活塞能于所述气缸内往复地上下运动，其特征在于，所述喷油器在所述活塞的每个运动周期中至少依次执行第一主燃料喷射和第二主燃料喷射，且所述喷油器在所述第一主燃料喷射至所述第二主燃料喷射的过程中持续喷油；所述喷油器执行所述第一主燃料喷射过程中喷油速率最高时对应的喷射压力为第一喷射压力，所述喷油器执行所述第二主燃料喷射过程中喷油速率最高时对应的喷射压力为第二喷射压力；
所述燃烧系统的控制方法包括：
确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值；
迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。
2.根据权利要求1所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，所述确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值包括：
若所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整所述第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到所述缸压上限阈值，且当所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且所述气缸压力从第一气缸压力上升到所述缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角；其中，所述气缸压力等于所述第一气缸压力时对应的气缸容积与所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值对应的气缸容积相同。
3.根据权利要求2所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，在活塞的每个运动周期中，喷油器开始第一主燃料喷射的时间为第一时间t1，喷油器在第一主燃料喷射和第二主燃料喷射之间喷射的燃油的速率最低的时间为第二时间t2，第一喷射压力为P1；
所述若所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力始终未达到缸压上限阈值，则迭代调整所述第一主燃料喷射的开始时间、结束时间和当前第一喷射压力中的至少一项，直至所述第一主燃料喷射的过程中的气缸压力至少部分时刻达到所述缸压上限阈值，且当所述气缸压力首次达到所述缸压上限阈值时对应的曲轴转角不超过第一角度，且所述气缸压力从所述第一气缸压力上升到所述缸压上限阈值的时间段内曲轴转过的角度不小于第二预设转角包括：
第一主燃料喷射的过程中，实时采集气缸内的气缸压力P，实时采集曲轴的转角，并将气缸压力P和缸压上限阈值Pmax比较，且判断曲轴的转角是否超过第一角度；
若气缸压力P小于缸压上限阈值Pmax，且曲轴的转角位于第一角度之后；则增大第一喷射压力P1的数值；和/或，将第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小。
4.根据权利要求3所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，增大第一喷射压力P1的数值；和/或，将第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小包括：
获取第一主燃料喷射的过程中气缸压力的最大值Px；
计算n=(Pmax-Px)/Pmax；
若n≤5%；则仅将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值。
5.根据权利要求4所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，若n＞5%，则将第一喷射压力P1的数值增大第一设定值，且调整第一时间t1和/或第二时间t2以使第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小第二设定值。
6.根据权利要求3所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，若气缸压力P不小于缸压上限阈值Pmax，且曲轴的转角位于第一角度之前；
获取气缸压力P等于缸压上限阈值Pmax时的气缸内的实时气缸容积V；
根据气缸容积和曲轴转角的关系map，获取气缸容积等于实时气缸容积V时所对应的气缸上行时的曲轴转角ϕa和气缸下行时的曲轴转角ϕb；
计算ϕ1=ϕb-ϕa；
判断ϕ1与第二预设转角ϕn的大小；
若ϕ1＜ϕn，则将第一喷射压力P1的数值增大第三设定值，和/或调整第一时间t1和/或第二时间t2以使第二时间t2与第一时间t1的差值整体减小第四设定值。
7.根据权利要求6所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，第二喷射压力为P2；所述迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角包括：
当ϕ1≥ϕn时；
根据map获取气缸压力P等于Pn时的曲轴转角ϕc，其中，ϕc＞ϕb，Pn为设定缸压且Pmax＞Pn；
获取曲轴转角ϕb至曲轴转角ϕc区间的气缸压力和曲轴转角间的关系曲线y；
计算k1=dy/dϕ；k2=dk1/dϕ，ϕ的取值为ϕb至ϕc；
获取k2的绝对值的最大值kmax；
比较kmax和预设参数ka的大小；
若kmax＜ka，则将第二喷射压力P2的数值增大第五设定值。
8.根据权利要求7所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，喷油器结束第二主燃料喷射的时间为第三时间t3，若kmax≥ka，燃烧系统的控制方法还包括：
计算ϕ2= ϕc –ϕb；
判断ϕ2与第一预设转角ϕm的大小；
若ϕ2＜ϕm，则将第三时间t3的数值增大第六设定值。
9.根据权利要求8所述的燃烧系统的控制方法，其特征在于，若ϕ2≥ϕm，则保持第三时间t3的数值不变。
10.一种燃烧系统，其特征在于，用于实施权利要求1-9任一项所述的燃烧系统的控制方法，燃烧系统包括活塞、喷油器、气缸和控制器，所述控制器用于控制所述喷油器在所述活塞的每个运动周期中至少依次执行第一主燃料喷射和第二主燃料喷射，且所述喷油器在所述第一主燃料喷射至所述第二主燃料喷射的过程中持续喷油；
所述控制器用于确定所述第一主燃料喷射的持续时长和第一喷射压力，以使所述第一主燃料喷射的过程中的至少部分时刻的气缸压力能够达到缸压上限阈值；
所述控制器用于迭代调整所述第二主燃料喷射的持续时长和所述第二喷射压力中的至少一项，以使所述第二主燃料喷射的过程中，所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至设定缸压的时间段内，缸压变化曲线在各个时间点的曲线斜率的变化率均处于设定斜率变化率范围内，且使所述气缸压力从所述缸压上限阈值下降至所述设定缸压的时间段内对应的曲轴转过的角度不小于第一预设转角。
11.一种柴油机，其特征在于包括权利要求10所述的燃烧系统。
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