CN117028048A - 燃料喷射控制方法、装置、电子控制单元及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种燃料喷射控制方法、装置、电子控制单元及计算机可读存储介质，燃料喷射控制方法用于发动机燃料喷射，包括：检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料，能够使发动机的火花塞点火难度降低，从而降低发动机在低温下的起动难度。
Description
技术领域
本申请涉及发动机燃料处理领域，尤其涉及一种燃料喷射控制方法、装置、电子控制单元及计算机可读存储介质。
背景技术
随着碳中和的推进，人类对汽油以外的替代能源的需求越来越大，以甲醇作为汽油的替代能源为例，甲醇作为一种绿色能源，在可靠性和耐久性方面已经与汽油相当。
以甲醇作为发动机的燃料为例，相比于汽油以及其他汽油的替代能源，甲醇的闪点较高(12℃)，汽化潜热较大，在低温环境下蒸气压较低，当发动机温度较低时，甲醇蒸发难度大，难以与空气混合形成有效的可燃混合气体，使得甲醇发动机在低温下的起动难度较大。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种安全测试方法、装置、电子控制单元及计算机可读存储介质，技术方案如下：
根据本申请的第一方面，提供一种燃料喷射控制方法，用于发动机燃料喷射，该方法包括：
检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；
在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
根据本申请的第二方面，提供一种燃料喷射控制装置，用于发动机燃料喷射，该装置包括：
确定单元，用于检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；
喷入单元，用于在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
根据本申请的第三方面，提供一种电子控制单元，该电子控制单元包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为实现如第一方面所述的方法。
根据本申请的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法中的步骤。
本申请提供的技术方案，针对发动机温度在小于等于预设温度时，燃料蒸气压较小，难以蒸发的情况，考虑在发动机的压缩冲程内，发动机的活塞会迅速压缩发动机的气缸内的气体，以对气缸内气体做功，产生大量热量，则可以在压缩冲程内向气缸内喷入燃料，燃料能够吸收气缸内气体产生的大量热量而快速蒸发，形成有效的可燃混合气，即使在低温环境下，难以蒸发的燃料也能够较易与空气混合形成有效的可燃混合气，使发动机的火花塞点火难度降低，从而降低发动机在低温下的起动难度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术的一个燃料处理场景示意图；
图2是本申请一个实施例的燃料喷射控制方法的流程示意图；
图3是本申请一个实施例的燃料处理具体应用场景示意图；
图4是本申请一个实施例的燃料喷射控制装置的结构示意图；
图5是本申请一个实施例的电子控制单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
随着碳中和的推进，人类对汽油以外的替代能源的需求越来越大，以甲醇作为汽油的替代能源为例，甲醇作为一种绿色能源，在可靠性和耐久性方面已经与汽油相当。
以甲醇作为发动机的燃料为例，相比于汽油以及其他汽油的替代能源，甲醇的闪点较高(12℃)，汽化潜热较大，在低温环境下蒸气压较低，当发动机温度较低时，甲醇蒸发难度大，难以与空气混合形成有效的可燃混合气体，使得甲醇发动机在低温下的起动难度较大。
请参见图1，下面对相关技术中一个燃料处理场景进行示例性介绍：
相关技术中，在发动机的进气冲程内，进气阀门104打开，排气阀门105闭合，活塞可以向远离火花塞101的方向移动，气缸102内形成负压，使燃料从进气管道被吸入气缸102内，而在压缩冲程内，进气阀门104与排气阀门105均闭合，活塞103向火花塞101的方向移动并压缩气缸102内的混合气体，使机械能转换为内能，同时，火花塞101点燃被压缩的混合气体，混合气体被点燃时能够对活塞做功，内能转换为机械能，循环进行以上步骤，能够使发动机持续运转起来，实现发动机成功启动。然而，以甲醇作为发动机的燃料为例，相比于汽油以及其他汽油的替代能源，甲醇的闪点较高(12℃)，汽化潜热较大，在低温环境下蒸气压较低，当发动机温度较低时，甲醇蒸发难度大，甲醇难以在气缸102内与空气混合形成有效的可燃混合气体，则在发动机的压缩冲程内，火花塞101难以点燃气缸102内的甲醇燃料，使得甲醇发动机在低温下的起动难度较大。
针对上述问题，相关技术提供了以下解决方案：
(1)对于甲醇发动机，在甲醇之外保留了汽油油箱以及汽油供油喷油系统，当需要在低温下起动发动机时，使用汽油进行起动，当发动机温度足够高后，再将发动机燃料切换为甲醇，然而，该方案需要额外增加汽油供油和喷油系统，增加了成本以及布置难度，对汽油的依赖性较高，并且用户需要定期加注汽油，使用较为不便。
(2)对于甲醇发动机，采用加热器，通过对发动机的进气以及发动机的冷却液进行加热，以实现甲醇发动机低温下的起动，然而，由于加热所需求的温度较高，而加热器功率高、体积大，对发动机布置以及成本带来很大挑战，同时由于加热器预热需要较长时间，难以实现甲醇发动机的在低温下的快速起动。
可以理解的是，上述对燃料处理场景的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他的燃料处理场景，对此具体不作限定。
针对上述问题，本申请一个实施例提供一种燃料喷射控制方法，使发动机的火花塞点火难度降低，从而降低发动机在低温下的起动难度。如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201、检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；
上述燃料可以有多种具体实现，作为例子，上述燃料可以是甲醇，还可以是乙醇，还可以是其他在低温下蒸气压较小即难以蒸发的燃料，因此，对于上述燃料的具体实现不作限定。
上述发动机可以配置于多种可移动设备上，例如汽车、船舶等可移动设备，对于上述发动机能够配置的可移动设备具体不作限定。
上述起动发动机的指令可以有多种具体实现，作为例子，其中一种具体实现可以包括：以上述发动机是汽车发动机为例，上述发动机在起动时可以是由起动机起动的，上述起动发动机的指令可以是当用户需要起动车辆时所触发的对起动机发送的起动指令，起动机接收到该指令后，可以根据该指令起动发动机，即拖动发动机的曲轴开始旋转。值得说明的是，上述对于起动发动机的指令的实现方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他具体实现，对此具体实现不作限定。
上述目标喷射量可以通过多种方式确定，作为例子，其中一种确定方式可以包括：上述目标喷射量可以根据上述发动机进气冲程的进气量确定，值得说明的是，上述对目标喷射量的确定方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他确定方式，例如，上述目标喷射量还可以根据发动机的空燃比以及发动机当前温度确定，因此，对目标喷射量的确定方式具体不作限定。
作为例子，上述目标喷射量可以是预先确定并存储好的，也可以是即使计算出的，对此具体不作限定。
作为例子，上述发动机的预设温度可以作为发动机冷起动的指标，当发动机的当前温度小于等于该预设温度时起动该发动机，属于发动机冷起动。例如，该预设温度可以是零度、零下十度、零下二十度、零下三十度、零下四十度等温度。
可以理解的是，针对上述燃料的特性，当上述燃料在处于小于或等于上述预设温度的发动机的目标温度下时，上述燃料的蒸气压小于等于预设蒸气压，该预设蒸气压可以表征燃料在低温时的蒸发难度，燃料的蒸气压越小，汽化潜热也往往较高，蒸发难度越大，以甲醇燃料为例，相较于其他燃料，甲醇的闪点高(12℃)，并且汽化潜热大，在低温下蒸气压也较低，那么低温时的蒸发难度较大。
S202、在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
上述喷入燃料的方式可以有多种，作为例子，其中一种喷入方式可以包括：基于上述燃料的目标喷射量，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。在一个压缩冲程内，喷入的燃料总量即目标喷射量不变的情况下，将燃料分为多次喷入，多次喷入的燃料的和等于该目标喷射量，一方面能够避免单次喷射量过大、单次喷射时间过长而使燃料束贯穿距过长所造成的燃料湿壁现象，(燃料湿壁指发动机气缸的壁面是需要保护的面，一般在壁面存在机油以保护壁面，若将燃料喷射在壁面上一方面可能会冲洗掉起保护作用的机油，导致壁面易磨损，另一方面附着在壁面上的燃料也更难蒸发)，另一方面能够使喷入的燃料更为充分地吸收压缩功所产生的热量，完成蒸发。
考虑到在发动机的压缩冲程内，发动机往往是通过火花塞进行点火操作的，而在火花塞的点火时间，需要火花塞附件的可燃混合气浓度达到一定浓度，火花塞才能点火成功。
针对上述问题，作为例子，可以先确定上述发动机在压缩冲程内的点火时间，并基于所述目标喷射量以及所述点火时间，分为多次向上述发动机的气缸内喷入上述燃料，其中，向上述发动机的气缸内喷入最后一次燃料的时间是根据该点火时间确定的。在发动机的一个压缩冲程内，分为多次喷射燃料时，使最后一次喷射的时间点根据点火时间确定，能够保证点火时火花塞附近可燃混合气体的浓度尽可能较高，从而增大发动机点火成功率。
上述点火时间可以通过多种方式确定，作为例子，其中一种确定方式可以包括：基于上述发动机在压缩冲程内的压缩上止点确定所述点火时间，该压缩上止点可以是发动机的活塞运动的上止点。值得说明的是，上述点火时间的确定方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他确定方式，对此具体不作限定。
作为例子，向上述发动机的气缸内喷入最后一次上述燃料的时间，可以是根据上述点火时间对应的曲轴位置的前后20度曲轴转角范围确定的，该曲轴为上述发动机的曲轴。在点火时间对应的曲轴位置的前后20度曲轴转角范围内完成最后一次燃料喷入，经实验表明能够大大提升发动机火花塞点火成功的概率。
作为例子，向上述发动机的气缸内喷入最后一次燃料的时间可以是与上述点火时间同步，也可以是处于上述发动机的火花塞点火即上述点火时间前后20度的范围内，该20度可表示发动机曲轴的角度相对于火花塞点火即上述点火时间时曲轴的位置对应角度的差值。
上述压缩冲程的范围可以有多种具体实现，作为例子，其中一种具体实现可以包括：上述压缩冲程的范围可以是发动机活塞运动的上止点前180度到上止点之间，该180度可表示发动机曲轴的角度。值得说明的是，上述压缩冲程的范围的具体实现的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他具体实现，对此具体不作限定。
作为例子，可以基于上述目标喷射量以及上述发动机的当前温度，分为多次向上述发动机的气缸内喷入上述燃料，其中，喷入的次数与上述发动机的当前温度对应。根据发动机当前温度来决定将目标喷射量分为几次喷入气缸内，同一压缩冲程内的喷射次数可以根据发动机当前温度确定，当前温度低的时候燃料需求大，则增多喷射次数，当前温度高的时候需求小，则减少喷射次数，喷射的次数灵活适应发动机当前温度，能够在低温情况下增大点火成功率的同时减少燃料的浪费。
作为例子，上述喷入的次数还可以根据发动机曲轴转速确定，可以理解的是，发动机曲轴的转速能够影响上述压缩冲程的时长。
作为例子，可以通过控制直喷喷油器向上述发动机的气缸内直接喷入上述燃料，也可通过其他方式向上述发动机的气缸内直接喷入上述燃料，具体不作限定。
值得说明的是，上述燃料喷入方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他喷入方式，对此具体不作限定。
上述发动机的当前温度可以通过多种方式确定，作为例子，其中一种确定方式可以包括：通过测量发动机的进气温度以及发动机水温确定发动机的当前温度。值得说明的是，上述发动机的当前温度确定方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他确定方式，对此具体不作限定。
分为多次向上述发动机的气缸内喷入上述燃料时，每次喷入的量可以相同，也可以不同，作为例子，第一次喷入的燃料的喷射量可以是最大的，例如，第一次喷入的燃料的喷射量可以是上述目标喷射量的50％以上。在多次喷射时增大第一次喷入的燃料的喷射量，在实验以及经验上显示能够使目标喷射量对应的燃料总蒸发量尽可能较大。值得说明的是，上述对于燃料每次喷入的量的具体实现方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他具体实现方式，对此具体不作限定。
可以通过多种方式确定上述发动机所处的冲程(例如上述压缩冲程)，作为例子，对于上述发动机所处的冲程，可以通过该发动机的曲轴角度以及凸轮轴角度进行判断，可以理解的是，曲轴角度能够表征发动机活塞的运动位置，凸轮轴角度能够辅助表征曲轴转过的圈数，二者结合能够判断出发动机所处的冲程。值得说明的是，上述对于发动机所处的冲程的确定方式的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他确定方式，对此具体不作限定。
作为例子，上述曲轴角度可以通过发动机的曲轴位置传感器确定，上述凸轮轴角度可以通过上述发动机的凸轮轴位置传感器确定，上述曲轴角度以及上述凸轮轴角度也可通过其他方式确定，对此具体不作限定。
作为例子，上文任一实施例所述的燃料喷射控制方法可以是在上述发动机的当前温度小于等于上述发动机的预设温度时触发执行的。
请参见图3，下面对本申请一个实施例的燃料处理具体应用场景进行示例性介绍：
可以通过发动机的曲轴304的角度判断发动机当前所处的冲程，在发动机的压缩冲程内，进气阀门305与排气阀门306均闭合，活塞303向火花塞301的方向移动并压缩气缸302内的气体，使机械能转换为内能，活塞303会迅速压缩发动机的气缸302内的气体，以对气缸302内气体做功，产生大量热量，则可以在压缩冲程内向气缸302内喷入燃料(如甲醇)，甲醇能够吸收气缸302内气体产生的大量热量而快速蒸发，与空气混合形成有效的可燃混合气，同时，火花塞301点燃被压缩的混合气体，混合气体被点燃时能够对活塞做功，内能转换为机械能，循环进行以上步骤，能够使发动机持续运转起来，实现发动机成功启动。即使在低温环境下，难以蒸发的燃料如甲醇，也能够较易与空气混合形成有效的可燃混合气，使发动机的火花塞301点火难度降低，从而降低发动机在低温下的起动难度。
值得说明的是，上述对本申请的燃料处理具体应用场景的介绍仅是示例性展示，在实际应用中，不排除存在其他具体应用场景，对此具体不作限定。
本申请实施例提供的技术方案，针对发动机温度在小于等于预设温度时，燃料蒸气压较小，难以蒸发的情况，考虑在发动机的压缩冲程内，发动机的活塞会迅速压缩发动机的气缸内的气体，以对气缸内气体做功，产生大量热量，则可以在压缩冲程内向气缸内喷入燃料，燃料能够吸收气缸内气体产生的大量热量而快速蒸发，形成有效的可燃混合气，即使在低温环境下，难以蒸发的燃料也能够较易与空气混合形成有效的可燃混合气，使发动机的火花塞点火难度降低，从而降低发动机在低温下的起动难度。
相应于上述方法实施例，本申请实施例还提供一种燃料喷射控制装置，用于发动机燃料喷射，参见图4所示，该装置可以包括：
确定单元401，用于检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；
喷入单元402，用于在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
作为例子，喷入单元402具体用于基于所述目标喷射量，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
作为例子，喷入单元402还用于确定所述压缩冲程内的发动机点火时间；基于所述目标喷射量以及所述点火时间，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料，其中，向所述发动机的气缸内喷入最后一次所述燃料的时间是根据所述点火时间确定的。
作为例子，向所述发动机的气缸内喷入最后一次所述燃料的时间，是根据所述点火时间对应的曲轴位置的前后20度曲轴转角范围确定的，所述曲轴为所述发动机的曲轴。
作为例子，喷入单元402具体用于基于所述目标喷射量以及所述发动机的当前温度，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料，其中，喷入的次数与所述当前温度对应。
作为例子，第一次喷入的燃料的喷射量最大。
作为例子，所述燃料包括甲醇或乙醇。
相应于上述方法实施例，作为一种具体应用，可以将上述实施例应用在电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)内部实现，因此，本申请还提供一种电子控制单元，参见图5所示，该电子控制单元可以包括：
处理器501；
用于存储处理器可执行指令的存储器502；
其中，所述处理器501被配置为实现上文中任一实施例所描述的燃料喷射控制方法。
值得指出，上文燃料喷射控制方法中各个实施例均可适用于处理器501在发动机压缩冲程内向发动机的气缸内喷入燃料的过程。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上文中任一实施例所描述的燃料喷射控制方法。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种燃料喷射控制方法，其特征在于，用于发动机燃料喷射，所述方法包括：
检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；
在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料包括：
基于所述目标喷射量，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述压缩冲程内的发动机点火时间；
所述分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料包括：
基于所述目标喷射量以及所述点火时间，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料，其中，向所述发动机的气缸内喷入最后一次所述燃料的时间是根据所述点火时间确定的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向所述发动机的气缸内喷入最后一次所述燃料的时间，是根据所述点火时间对应的曲轴位置的前后20度曲轴转角范围确定的，所述曲轴为所述发动机的曲轴。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料包括：
基于所述目标喷射量以及所述发动机的当前温度，分为多次向所述发动机的气缸内喷入所述燃料，其中，喷入的次数与所述当前温度对应。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一次喷入的燃料的喷射量最大。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法是在所述发动机的当前温度小于等于所述预设温度时触发执行的。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料包括甲醇或乙醇。
9.一种燃料喷射控制装置，其特征在于，用于发动机燃料喷射，所述装置包括：
确定单元，用于检测到起动发动机的指令时，确定燃料的目标喷射量，所述燃料在发动机的目标温度下，蒸气压小于等于预设蒸气压，所述目标温度小于等于所述发动机的预设温度；
喷入单元，用于在所述发动机起动成功前，检测到所述发动机处于压缩冲程内时，基于所述目标喷射量，向所述发动机的气缸内喷入所述燃料。
10.一种电子控制单元，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为实现权利要求1至8中任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311110913.4A CN117028048A (zh) | 2023-08-30 | 2023-08-30 | 燃料喷射控制方法、装置、电子控制单元及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN117028048A true CN117028048A (zh) | 2023-11-10 |
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