專利名稱：噴油正時控制方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油發(fā)油機(jī)的噴油控制，更具體地說，涉及利用增壓壓力(boost pressure)控制噴油正時的系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
新近開發(fā)的柴油機(jī)上裝有渦輪增壓中冷器進(jìn)氣系統(tǒng)，以減少廢氣排放物。這種柴油機(jī)及通常稱為渦輪增壓柴油機(jī)。
眾所周知，渦輪增壓柴油機(jī)包括渦輪增壓器和中間冷卻器，渦輪增壓器其中利用排氣的能量對進(jìn)氣增壓，中間冷卻器用于冷卻增壓的進(jìn)氣。
在這種渦輪增壓柴油機(jī)中，壓縮空氣供向燃燒室，使得供向燃燒室的氧氣含量增加。因此可改善燃燒特性，還能提高燃料經(jīng)濟(jì)性，因為空氣輸進(jìn)氣缸時產(chǎn)生的泵氣損失可以降低。
在這種渦輪增壓柴油機(jī)中，噴油主要基于增壓壓力，即渦輪增壓器下游的進(jìn)氣管中的壓力來控制。
如果發(fā)動機(jī)工作時司機(jī)踩下油門踏板，發(fā)動機(jī)控制器便能算出與油門踏板行程(即油門踏板踩下多少)成正比的所需油量。
這時，如果算出的需用油量小于根據(jù)進(jìn)氣壓力求出的預(yù)定的燃油煙度極限，則噴油控制由算出的需用油量完成。另一方面，如果算出的需用油量大于預(yù)定的燃油煙度極限，擇由預(yù)定的燃油煙度極限控制噴油。在此，燃油煙度極限是根據(jù)進(jìn)氣壓力求出的可防止因進(jìn)氣不足引起不完全燃燒的最大燃油量。
在這樣的噴油控制下，即使因踩下油門踏板增加了所需燃油量，但若當(dāng)前的進(jìn)氣壓力不夠高，噴射的將是與預(yù)定燃油煙度極限相當(dāng)?shù)娜加土俊?br> 這時，噴油正時保持值由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)確定，而與進(jìn)氣壓力無關(guān)。
如果為了使車輛迅速加速而突然踩下油門踏板時，燃油需要量大于燃油煙度極限。在此情況下，因為燃油需要量受限于燃油煙度極限，由于噴油量增加而引起的排氣能力增加被延遲。因此渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速也滯后了，這樣，進(jìn)氣壓力達(dá)到與所需燃油量對應(yīng)值的時間也延遲了。進(jìn)氣壓力增加的延緩帶來發(fā)動機(jī)扭矩增加的延遲。此現(xiàn)象一般稱為增壓滯后現(xiàn)象。
在電子點火(TCI)中，增壓滯后對功率效率的影響很大，增壓滯后較大的發(fā)動機(jī)加速性能較差，加速時耗油量很大。
如果為了改進(jìn)加速性能而將燃油煙度極限設(shè)定在較高值，則因不完全燃燒引起的煙霧量急劇增加。
在本發(fā)明背景部分中公開的資料只是為了加深對本發(fā)明背景的理解，不應(yīng)看成是承認(rèn)或任何方式暗示這些資料構(gòu)成專業(yè)技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供的噴油正時控制系統(tǒng)及方法可解決渦輪增壓柴油機(jī)的增壓滯后引起的加速滯后、耗油量增加、及產(chǎn)生煙霧等問題。
在本發(fā)明的優(yōu)選實例中，噴油正時控制方法包括求出基本噴油正時，根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況計算參考增壓壓力，根據(jù)算出的參考增壓壓力和當(dāng)前的增壓壓力之差算出噴油正時補(bǔ)償值，及用噴油正時補(bǔ)償值對基本噴油正時進(jìn)行補(bǔ)償來計算最終噴油正時。
參考增壓壓力的計算優(yōu)選包括根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況計算基本參考增壓壓力；及至少一個補(bǔ)償參數(shù)補(bǔ)償基本參考增壓壓力來計算參考增壓壓力。
參考增壓壓力的計算優(yōu)選還包括根據(jù)至少一個補(bǔ)償參數(shù)計算基本參考增加壓力補(bǔ)償因子；及用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子補(bǔ)償基本參考增壓壓力來計算參考增壓壓力。
基本參考增壓壓力優(yōu)選用基本參考增壓壓力表及預(yù)定的發(fā)動機(jī)工況計算，該表的基本參考增壓壓力值是對當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況測定的。
當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況優(yōu)選還包括當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及當(dāng)前噴油量。
基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子優(yōu)選用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子表及預(yù)定參數(shù)計算，該表中的基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子值是對至少一個補(bǔ)償參數(shù)測定的。
補(bǔ)償參數(shù)優(yōu)選還包括大氣壓力及進(jìn)氣溫度。
參考增壓壓力的計算優(yōu)選用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子乘以基本參考增壓壓力。
測定的噴油正時補(bǔ)償值優(yōu)選是當(dāng)參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差增加時作為噴油正時提前值。
基本噴油正時最好根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及噴油量測定。
在本發(fā)明的另一實施例中，噴油正時控制系統(tǒng)包括至少一個用于檢測發(fā)動機(jī)工況的發(fā)動機(jī)工況傳感器；用于將燃油噴入燃燒室的噴油器；及一個根據(jù)發(fā)動機(jī)工況及增壓壓力控制噴油器噴油正時的控制器。控制器由程序控制，可執(zhí)行用以完成上述噴油正時控制方法的指令。


結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成其中一個部分的附圖示出本發(fā)明的實施例，且和說明書一同起解釋本發(fā)明原理的作用，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的噴油正時控制系統(tǒng)的方框簡圖，及圖2是流程圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的噴油正時控制方法。
具體實施例方式
下文中參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明一優(yōu)選實施例。
如圖一所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的噴油正時控制系統(tǒng)10包括噴油器11和控制該噴油器11噴油正時的控制器13。
噴油器11是將燃油噴入燃燒室15的部件，噴油器11的噴油量及噴油正時由控制器13的控制信號控制。
燃燒室15是由汽缸體17和活塞19所界定的空間，燃油在此燃燒室15中燃燒。
進(jìn)氣通過進(jìn)氣歧管21供向燃燒室，燃燒室15產(chǎn)生的廢氣經(jīng)排氣歧管23排放。
設(shè)有渦輪增壓器25，其利用排氣能量使進(jìn)氣增壓。
渦輪增壓器25包含有與排氣歧管23相連的渦輪27，連接到進(jìn)氣歧管21的壓氣機(jī)29，及連接渦輪27和壓氣機(jī)29的連接軸31。渦輪27由流入排氣歧管23的排氣能量驅(qū)動，壓氣機(jī)29與渦輪機(jī)27結(jié)合成一體旋轉(zhuǎn)。壓氣機(jī)29的旋轉(zhuǎn)使進(jìn)氣增壓。
用于冷卻壓縮空氣的中間冷卻器33設(shè)置在渦輪增壓器25下的進(jìn)氣歧管21中。
增壓壓力傳感器35安裝在中冷器下游的進(jìn)氣歧管中。增壓壓力傳感器35檢測出進(jìn)入燃燒室15的進(jìn)氣壓力(即增壓壓力)，并輸出與所測出增壓壓力對應(yīng)的增壓壓力信號到控制器13。
根據(jù)本發(fā)明實施例的噴油正時控制系統(tǒng)10包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器37，大氣壓力傳感器39，和進(jìn)氣溫度傳感器41。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器37測出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)，而將相應(yīng)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳輸給控制器13。大氣壓力傳感器39檢測出大氣壓力，并將相應(yīng)的大氣壓力信號傳輸給控制器13。進(jìn)氣溫度傳感器41測出進(jìn)氣溫度，并將進(jìn)氣溫度相應(yīng)信號傳送給控制器13。
控制器13可包括處理器及相關(guān)硬件，專業(yè)技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容選用和編程。控制器13優(yōu)選由程序控制，以執(zhí)行用于完成根據(jù)本發(fā)明實施例的噴油正時控制方法每一步驟的指令。
控制器13根據(jù)至少一個發(fā)動機(jī)工況確定基本噴油正時，并根據(jù)當(dāng)前增壓壓力和參考增壓壓力對基本噴油正時進(jìn)行補(bǔ)償，確定最終噴油正時。
具體地說，發(fā)動機(jī)13根據(jù)發(fā)動機(jī)工況及預(yù)定參數(shù)求出參考增壓壓力，計算參考增壓壓力及當(dāng)前增壓壓力之差值。然后控制器13根據(jù)計算出的差值補(bǔ)償基本噴油正時。
以下參看圖2，對根據(jù)本發(fā)明實施例的噴油正時控制作詳細(xì)說明。
根據(jù)本發(fā)明實施例的噴油正時控制方法包括步驟S210，確定基本噴油正時；步驟S220，根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況計算參考增壓壓力；步驟S230，根據(jù)參考增壓壓力及當(dāng)前增壓壓力之差算出噴油正時補(bǔ)償值；及步驟S240，以噴油正時補(bǔ)償值補(bǔ)償基本噴油正時來計算最終噴油正時。
控制器13根據(jù)噴油量及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)在步驟S210中求出基本噴油正時。
例如，控制器13可從基本噴油正時表求出在特定噴油量與特定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下的基本噴油正時，基本噴油正時表中的值是根據(jù)噴油量及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測定的基本噴油正時值。這就是說，基本噴油正時是根據(jù)以下的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)和噴油量(毫克)測定的。在此，噴油正時是從上死點(TDC)開始的提前角。表1是基本噴油正時表，其示出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘、800轉(zhuǎn)/分鐘、1200轉(zhuǎn)/分鐘、1600轉(zhuǎn)/分鐘、1800轉(zhuǎn)/分鐘、2200轉(zhuǎn)/分鐘、2500轉(zhuǎn)/分鐘，噴油量為50毫克、100毫克、150毫克、200毫克、250毫克時測出的基本噴油正時?；緡娪驼龝r是在特定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和特定噴油量條件下的最佳噴油正時，且基本噴油正時可通過實驗測定。


表1中未示出的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與噴油量的基本噴油正時可用插值法求出。
接下來在步驟S220中，控制器13計算參考增壓壓力。參考增壓壓力是發(fā)動機(jī)在特定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和特定噴油量以下運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)(即增壓壓力發(fā)生變化的不穩(wěn)定狀態(tài)已結(jié)束時的狀態(tài))下的增壓壓力。
控制器13根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況(如噴油量及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)在步驟S221中確定基本增壓壓力。
基本參考增壓壓力優(yōu)選基于當(dāng)前噴油量及當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速利用預(yù)先確定的基本參考增壓壓力表來計算。
預(yù)先確定的基本參考增壓壓力表，包含根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和噴油量繪制的基本參考增壓壓力值。
基本參考增壓壓力值可在特定條件下(大氣壓力及進(jìn)氣溫度)通過實驗求出。這就是說，基本參考增壓壓力表可以利用穩(wěn)態(tài)下測出的增壓壓力來獲得，此時發(fā)動機(jī)在特定噴油量和特定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。
表2示出了從實驗獲得的基本參考增壓壓力表的一實例。在表2中，示出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘、800轉(zhuǎn)/分鐘、1200轉(zhuǎn)/分鐘、1600轉(zhuǎn)/分鐘、1800轉(zhuǎn)/分鐘、2200轉(zhuǎn)/分鐘、和2500轉(zhuǎn)/分鐘，噴油量為50毫克、100毫克、150毫克、200毫克、250毫克時的基本參考增壓壓力(kpa)。


控制器13利用基本參考增壓壓力表的數(shù)據(jù)，計算出在當(dāng)前發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和當(dāng)前噴油量時的基本參考增壓壓力。
發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油量在表2中未示出的基本參考增壓壓力值可用插值法求出。
接下來在步驟S223中，控制器用至少一個補(bǔ)償參數(shù)對基本參考增壓壓力進(jìn)行補(bǔ)償。
步驟S223可包括步驟S225和步驟S227，其中步驟S22用以計算基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子，及步驟S227用于計算參考增壓壓力。
由于在步驟S221中算出的基本參考增壓壓力是在特定大氣壓力和特定進(jìn)氣氣溫下求得的，因此，參考增壓壓力要利用根據(jù)當(dāng)前大氣壓力及當(dāng)前進(jìn)氣溫度求出的補(bǔ)償因子對基本參考增壓壓力進(jìn)行補(bǔ)償來算出。
控制器13根據(jù)至少一個補(bǔ)償參數(shù)在步驟S225中算出基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子。
補(bǔ)償參數(shù)可包含大氣壓力及進(jìn)氣溫度。
例如，控制器13能利用含根據(jù)大氣壓力及進(jìn)氣溫度繪制的補(bǔ)償因子值的表格算出基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子。在表3中，示出了進(jìn)氣溫度為263k、273k、283k、293k、303k、313k、323k；大氣壓力為75kpa、80kpa、90kpa、100kpa、105kpa的基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子。


未在表3中未示出的進(jìn)氣溫度及大氣壓力的基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子可用插值法求出。
接下來在步驟S227中，控制器13利用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子對基本參考增壓壓力進(jìn)行補(bǔ)償來算出參考增壓壓力。
例如，把基本參考增壓壓力乘以基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子便可算出參考增壓壓力。
接下來在步驟S230中，控制器13根據(jù)參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差算出噴油正時補(bǔ)償值。
例如，噴油正時補(bǔ)償值可利用含噴油正時補(bǔ)償值的表格算出，該表中補(bǔ)償值是對參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差求出的。在表4中，示出了參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差為-30kpa、-20kpa、0kpa、20kpa、50kpa、100kpa、130kpa、150kpa時的噴油正時補(bǔ)償值(即，點火提前角)。


表4未示出的參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差的噴油正時補(bǔ)償值可用插值法求出。
這時，如表4所示，求出的噴油正時補(bǔ)償值是在參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差增加時噴油正時進(jìn)一步提前的值。
接下來在步驟S240中，控制器13用噴油正時補(bǔ)償值補(bǔ)償基本噴油正時來算出最終噴油正時。
例如，將噴油正時補(bǔ)償值加到基本噴油正時上便能算出最終噴油正時。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過根據(jù)參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差對噴油正時進(jìn)行補(bǔ)償，可解決柴油機(jī)的增壓滯后引起的加速性能變差和耗油量增加的問題。
雖然上文已詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應(yīng)清楚的懂得，再此所述的專業(yè)技術(shù)人員明白的對基本概念的諸多變更及/或修改都仍在附屬權(quán)利要求書規(guī)定的本發(fā)明實質(zhì)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種噴油正時控制方法，包括求出基本噴油正時；根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況算出參考增壓壓力；根據(jù)算出的參考增壓壓力與當(dāng)前的增壓壓力之差算出噴油正時補(bǔ)償值；及用噴油正時補(bǔ)償值對基本噴油正時進(jìn)行補(bǔ)償，算出最終噴油正時。
2.如權(quán)利要求1所述的噴油正時控制方法，其中參考增壓壓力的計算包括根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況算出基本參考增壓壓力；及用至少一個補(bǔ)償參數(shù)補(bǔ)償基本參考增壓壓力，算出參考增壓壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的噴油正時控制方法，其中參考增壓壓力的計算包括根據(jù)至少一個補(bǔ)償因子算出基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子；及用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子補(bǔ)償基本參考增壓壓力，算出參考增壓壓力。
4.如權(quán)利要求3所述的噴油正時控制方法，其中基本參考增壓壓力是利用基本參考增壓壓力表和預(yù)定的發(fā)動機(jī)工況算出的，該表中的基本參考增壓壓力值是對于當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況測出的。
5.如權(quán)利要求4所述的噴油正時控制方法，其中當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況包括當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前噴油量。
6.如權(quán)利要求3所述的噴油正時控制方法，其中基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子是利用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子表和預(yù)定參數(shù)算出，該表的基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子值是對于至少一個補(bǔ)償參數(shù)測出的。
7.如權(quán)利要求6所述的噴油正時控制方法，其中補(bǔ)償參數(shù)包括大氣壓力及進(jìn)氣溫度。
8.如權(quán)利要求3所述的噴油正時控制方法，其中參考增壓壓力是將基本參考增壓壓力乘以基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子算出的。
9.如權(quán)利要求1所述的噴油正時控制方法，其中噴油正時補(bǔ)償值是在參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差增大時確定的噴油正時進(jìn)一步提前的值。
10.如權(quán)利要求1所述的噴油正時控制方法，其中基本噴油正時是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油量求出來的。
11.一種噴油正時控制系統(tǒng)，包括至少一個發(fā)動機(jī)工況傳感器，用于檢測發(fā)動機(jī)工況；增壓壓力傳感器，用于檢測增壓壓力；噴油器，用于把燃油噴入燃燒室，及控制器，根據(jù)發(fā)動機(jī)工況及增壓壓力控制噴油器的噴油正時，其中控制器是程序控制的，可執(zhí)行如下指令，確定基本噴油定時的，根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況算出參考增壓壓力，根據(jù)算出的參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差算出噴油正時補(bǔ)償值，及用噴油正時補(bǔ)償值補(bǔ)償基本噴油正時，算出最終噴油正時。
12.如權(quán)利要求11所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中參考增壓壓力的計算包括根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況算出的基本參考增壓壓力，及用至少一個補(bǔ)償參數(shù)補(bǔ)償基本參考增壓壓力，算出參考增壓壓力。
13.如權(quán)利要求12所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中參考增壓壓力的計算包括根據(jù)至少一個補(bǔ)償參數(shù)算出基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子；及用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子補(bǔ)償基本參考增壓壓力，算出參考增壓壓力。
14.如權(quán)利要求13所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中基本參考增壓壓力是利用基本參考增壓壓力表及預(yù)定的發(fā)動機(jī)工況算出的，該表的基本參考增壓壓力值是對于當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況測出的。
15.如權(quán)利要求14所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中至少一個發(fā)動機(jī)工況傳感器包括用于檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；且其中當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況包括當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前噴油量。
16.如權(quán)利要求13所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子是利用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子表和預(yù)定參數(shù)計算的，該表中的基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子值是對于至少一個補(bǔ)償參數(shù)測定的。
17.如權(quán)利要求16所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中至少一個發(fā)動機(jī)工況傳感器包括用于檢測大氣壓力的大氣壓力傳感器，及用于測出進(jìn)氣溫度的進(jìn)氣溫度傳感器，其中補(bǔ)償參數(shù)包括大氣壓力及進(jìn)氣溫度。
18.如權(quán)利要求13所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中參考增壓壓力是用基本參考增壓壓力補(bǔ)償因子乘一基本參考增壓壓力得出的。
19.如權(quán)利要求11所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中噴油正時補(bǔ)償值是在參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差增加時確定的噴油正時進(jìn)一步提前的值。
20.如權(quán)利要求11所述的噴油正時控制系統(tǒng)，其中基本噴油正時是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前噴油量確定的。
全文摘要
一種噴油正時控制方法，包括求出基本噴油正時，根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況算出參考增壓壓力，根據(jù)算出的參考增壓壓力與當(dāng)前增壓壓力之差算出噴油正時補(bǔ)償值，以及用基本噴油正時補(bǔ)償值補(bǔ)償基本噴油正時，算出最終噴油正時。
文檔編號F02D1/16GK1624310SQ20041009071
公開日2005年6月8日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者李泰成 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社