用于操作燃料噴射器的控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于操縱內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器(160)的控制設(shè)備，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸(125)和燃料軌(170)，汽缸容納活塞(140)，活塞連接到曲軸(145)，燃料軌與燃料噴射器流體連通，以將燃料噴射到汽缸中，其中控制設(shè)備包括電子控制單元(450)，電子控制單元配置為：進行第一計算任務(wù)，以計算一連串噴射的噴射開始值(SOIi)，計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸的角位置(DIAngPos)，進行第二計算任務(wù)，以計算該一連串噴射的一組供能時間值(ETi)，其中角位置根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的該一連串噴射的第一噴射的噴射開始值(FirstSOI)來計算。
【專利說明】用于操作燃料噴射器的控制設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在內(nèi)燃發(fā)動機中操作燃料噴射器的控制設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及用于在內(nèi)燃發(fā)動機中操作燃料噴射器以提高燃料噴射致動精度的控制設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]用于機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)包括發(fā)動機體，其限定容納往復(fù)活塞的至少一個汽缸，所述活塞聯(lián)接用于旋轉(zhuǎn)曲軸。汽缸由汽缸蓋閉合，汽缸蓋與往復(fù)活塞配合，以限定燃燒室。燃料和空氣混合物循環(huán)地布置在燃燒室內(nèi)，并且被點燃，由此產(chǎn)生熱的膨脹排氣，該熱的膨脹排氣造成活塞往復(fù)運動。燃料由相應(yīng)的燃料噴射器噴射到每一個汽缸中。燃料被在高壓下從與高壓燃料泵流體連通的燃料軌提供到每一個燃料噴射器，高壓燃料泵提高從燃料源接收的燃料的壓力。
[0003]—般來講，內(nèi)燃發(fā)動機以多種噴射模式同時操作，即對于每一次發(fā)動機循環(huán)，一連串的若干噴射脈沖被進行。通常的一連串噴射可能從啟噴脈沖開始，跟著一個或多個預(yù)噴射，主噴射脈沖，最終終止于一個或多個延遲噴射和/或后噴射。
[0004]對于這些噴射中的每一個，電子控制單元(ECT)可能接收代表與ICE相關(guān)的來自各個傳感器的多個物理參數(shù)，并且可能執(zhí)行適當?shù)挠嬎闳蝿?wù)，以根據(jù)若干因素(例如上述接收的信號、發(fā)動機速度、發(fā)動機扭矩請求、燃料軌壓力、后處理步驟等)確定每一次開始噴射的相關(guān)物理參數(shù)。燃料噴射器于是根據(jù)計算的參數(shù)致動。
[0005]如本領(lǐng)域所知，最重要的噴射參數(shù)是開始噴射(SOI)，其表示噴射開始的時間值，和燃料噴射器的供能時間(ET)，其表示噴射過程中燃料噴射器被供能期間的時間長度。
[0006]而且，停留時間(DT)表示構(gòu)成兩個連續(xù)噴射脈沖之間的時間間隔，即第一噴射脈沖的供能時間(ET)的終止和第二連續(xù)噴射脈沖的開始噴射(SOI)之間的時間間隔。
[0007]SOI的時刻可在上止點(BTDC)之前的活塞的曲軸角的角度中測量，上止點是活塞在汽缸中達到的最高位置。
[0008]為了計算一連串噴射脈沖的參數(shù)，在發(fā)動機控制領(lǐng)域中已知連續(xù)進行兩個ECU任務(wù)，即LORES壓縮任務(wù)和DI_SCHEDULING任務(wù)。
[0009]LORES壓縮任務(wù)估計:所有脈沖的脈沖數(shù)、脈沖燃料量、開始噴射(SOI)和DT(停留時間)。
[0010]而且，LORES壓縮任務(wù)還計算DI_SCHEDULING任務(wù)之后開始計算的角位置。
[0011]DI_SCHEDULING任務(wù)基于之前的數(shù)據(jù)和燃料軌壓力樣本值計算所有脈沖的所有供能時間(ET)。
[0012]但是，在D I_SCHEDUL ING任務(wù)開始和噴射致動的第一瞬時之間存在一定時間延遲:這是由于電子控制器單元需要時間來運行在DI_SCHEDULING任務(wù)中必須進行的全部計笪
ο
[0013]在該延遲期間，發(fā)動機條件，例如發(fā)動機速度或燃料軌壓力可能改變，并且該現(xiàn)象可能造成噴射不準確，并且噴射的結(jié)果不與駕駛員的真實預(yù)期和該時刻發(fā)動機條件一致。
[0014]公開的實施例的目的是提供關(guān)于實際噴射用于計算電致動燃料噴射器系統(tǒng)的噴射致動的最終參數(shù)。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是通過簡單、合理并且廉價的技術(shù)方案滿足這些目標。
[0016]這些和其他目的通過記錄在獨立權(quán)利要求中的本發(fā)明的實施例實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的實施例的優(yōu)選的和/或特別有利的方面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的一個實施例提供一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器的控制設(shè)備，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸和燃料軌，汽缸容納活塞，活塞連接到曲軸，燃料軌與燃料噴射器流體連通，以將燃料噴射到汽缸中，其中，控制設(shè)備包括電子控制單元，電子控制單元配置為:
[0018]進行第一計算，以計算一連串噴射的一組噴射開始值，
[0019]計算限定第二計算任務(wù)開始的曲軸的角位置，
[0020]進行第二計算任務(wù)，以計算所述一連串噴射的一組供能時間值，
[0021]其中，角位置根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的所述一連串噴射的第一噴射的噴射開始值計算。
[0022]該實施例的優(yōu)點是，其允許獲得用于噴射致動的更準確的軌壓力取樣。
[0023]這有助于提高噴射致動的精度，并且使噴射致動與該時刻的駕駛員和發(fā)動機條件的真實期望一致。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，電子控制單元配置為計算所述一連串噴射的第一有效噴射的預(yù)測的噴射開始值，該計算開始于主噴射的噴射開始值，并且減去在活塞的上止點壓縮之前終止的所述一連串噴射的全部噴射的供能時間和停留時間。
[0025]該實施例的優(yōu)點是，其允許計算用于每一連串噴射的實際第一噴射開始值。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，電子控制單元配置為根據(jù)在第一計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌壓力值計算活塞的上止點壓縮之前終止的全部噴射的供能時間。
[0027]該實施例具有這樣的優(yōu)點:其允許估計所述一連串噴射的各個噴射的供能時間，以計算用于每一連串噴射的實際第一噴射開始值。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，電子控制單元配置為接收由壓力軌傳感器在所述一連串噴射進行期間在不同瞬時取樣的燃料軌壓力值，并且使用該取樣的燃料軌壓力值計算該一連串噴射中的其余噴射的供能時間。
[0029]該實施例的優(yōu)點是，其給出對于整個噴射模式僅具有一個壓力值的軌壓力的更準確信息，提高噴射精度。
[0030]根據(jù)本發(fā)明又一實施例，電子控制單元配置為根據(jù)以下公式計算限定第二計算任務(wù)開始的角位置DIAngPos:
[0031]DIAngPos = ceil {[ (FuelCal+Hff 1Delay) ang+FirstSOI+Margin]/AngTooth}氺AngTooth
[0032]其中FuelCal表示在第二計算任務(wù)中進行的計算的最差情況的執(zhí)行時間，HW1Delay是取決于電子控制單元的輸入/輸出硬件的延遲時間，F(xiàn)irstSOI是所述一連串噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值，Margin是在第二計算任務(wù)結(jié)束和所述一連串噴射的第一實際噴射的噴射開始之間在曲軸角度中表現(xiàn)出的預(yù)定差值，AngTooth是對應(yīng)于曲軸的位置傳感器的一個齒的角度數(shù)，并且ceil是上取整函數(shù)。
[0033]該實施例的優(yōu)點是，其允許計算第二計算任務(wù)的開始，以更接近實際噴射來進行該實施例。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，電子控制單元配置為根據(jù)由壓力軌傳感器在第二計算任務(wù)進行時間取樣的燃料軌壓力值計算所述一連串噴射的第一實際噴射的供能時間，該設(shè)備包括在該供能時間致動燃料噴射器的器件。
[0035]該實施例的優(yōu)點是，其給出軌壓力的更準確的信息，因為軌壓力值更接近實際噴射取樣，提高噴射精度。
[0036]本發(fā)明的另一實施例提供一種操作內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器的方法，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸和燃料軌，汽缸容納活塞，活塞連接到曲軸，燃料軌與燃料噴射器流體連通，以將燃料噴射到汽缸中，內(nèi)燃發(fā)動機由電子控制單元管理，其中，該方法包括以下步驟:
[0037]進行第一計算任務(wù)，以計算一連串噴射的一組噴射開始值，
[0038]計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸的角位置，
[0039]進行第二計算任務(wù)，以計算所述一連串噴射的一組供能時間值，
[0040]其中，角位置根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的所述一連串噴射的第一噴射的噴射開始值計算。
[0041]本發(fā)明的該實施例基本上實現(xiàn)了上面所述的控制系統(tǒng)的相同的優(yōu)點，特別是獲得用于噴射致動的更準確的軌壓力取樣，并且因此提高噴射致動精度和使其與駕駛員和發(fā)動機條件的在該時刻的真實期望一致的那些優(yōu)點。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法提供一些步驟:
[0043]根據(jù)由壓力軌傳感器在第二計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌壓力計算所述一連串噴射的第一實際噴射的供能時間，
[0044]以該供能時間致動燃料噴射器。
[0045]該實施例具有實際上進行更準確噴射的優(yōu)點。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述方法提供計算所述一連串噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值，所述計算開始于主噴射的噴射開始值，并且減去活塞的上止點壓縮之前終止的所述一連串噴射的所有噴射的所有供能時間和停留時間的步驟。
[0047]該實施例的優(yōu)點是，其允許計算用于每一連串噴射的實際第一噴射開始值。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述方法提供根據(jù)第一計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌壓力值計算活塞的上止點壓縮之前終止的所有噴射的供能時間的步驟。
[0049]該實施例具有這樣的優(yōu)點:其允許估計所述一連串噴射的各個噴射的供能時間，以計算用于每一連串噴射的實際第一噴射開始值。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述方法提供接收由壓力軌傳感器在所述一連串噴射進行期間不同時刻處取樣的燃料軌壓力值，并且將取樣的燃料軌壓力值用于計算所述一連串噴射中的其余噴射的供能時間的步驟。
[0051]該實施例的優(yōu)點是，其給出對于整個噴射模式僅具有一個壓力值的軌壓力的更準確信息，提高噴射精度。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述方法提供根據(jù)以下公式計算限定第二計算任務(wù)開始的角位置DIAngPos的步驟:
[0053]DIAngPos = ceil {[(FuelCal+Hff 1Delay) ang+FirstSOI+Margin]/AngTooth}氺AngTooth
[0054]其中FuelCal表示在第二計算任務(wù)中進行的計算的最差情況的執(zhí)行時間，HW1Delay是取決于電子控制單元的輸入/輸出硬件的延遲時間，F(xiàn)irstSOI是所述一連串噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值，Margin是在第二計算任務(wù)結(jié)束和所述一連串噴射的第一實際噴射的噴射開始之間在曲軸角度中表現(xiàn)出的預(yù)定差值，AngTooth是對應(yīng)于曲軸的一個齒的位置傳感器的角度數(shù)，并且ceil是上取整函數(shù)。
[0055]該實施例的優(yōu)點是，其允許計算第二計算任務(wù)的開始，以更接近實際噴射來進行該實施例。
[0056]本發(fā)明的另一方面提供一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器的設(shè)備，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸和燃料軌，汽缸容納活塞，活塞連接到曲軸，燃料軌與燃料噴射器流體連通，以將燃料噴射到汽缸中，其中，所述設(shè)備包括:
[0057]進行第一計算任務(wù)以計算一連串噴射的一組噴射開始值的器件，
[0058]計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸角位置的器件，
[0059]進行第二計算任務(wù)以計算所述一連串噴射的一組供能時間值的器件，
[0060]其中，角位置根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的所述一連串噴射的第一噴射的噴射開始值計算。
[0061]本發(fā)明的該實施例基本上實現(xiàn)了上面所述的控制系統(tǒng)的相同的優(yōu)點。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該設(shè)備包括用于計算所述一連串噴射的第一實際噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值的器件，所述計算從主噴射的噴射開始值開始，并且減去活塞的上止點壓縮之前終止的所述一連串噴射的所有噴射的所有供能時間和停留時間的和。
[0063]該實施例的優(yōu)點是，其允許計算用于每一連串噴射的實際第一噴射開始值。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，該設(shè)備包括用于根據(jù)在第一計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌壓力值計算在活塞的上止點壓縮之前終止的所有噴射的供能時間的器件。
[0065]該實施例具有這樣的優(yōu)點:其允許估計所述一連串噴射的各個噴射的供能時間，以計算用于每一連串噴射的實際第一噴射開始值。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該設(shè)備包括用于接收由壓力軌傳感器在所述一連串噴射進行期間在不同時刻由壓力軌傳感器取樣的燃料軌壓力，并且將取樣的燃料軌壓力值用于計算所述一連串噴射的其余噴射的供能時間。
[0067]該實施例的優(yōu)點是，其給出對于整個噴射模式僅具有一個壓力值的軌壓力的更準確信息，提高噴射精度。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，該設(shè)備包括用于根據(jù)以下公式計算限定第二計算任務(wù)開始的角位置DIAngPos的器件:
[0069]DIAngPos = ceil {[(FuelCal+Hff 1Delay) ang+FirstS0I+Margin]/AngTooth}氺AngTooth
[0070]其中FuelCal表示在第二計算任務(wù)中進行的計算的最差情況的執(zhí)行時間，HW1Delay是取決于電子控制單元的輸入/輸出硬件的延遲時間，F(xiàn)irstSOI是所述一連串噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值，Margin是在第二計算任務(wù)結(jié)束和所述一連串噴射的第一實際噴射的噴射開始之間在曲軸角度中表現(xiàn)出的預(yù)定差值，AngTooth是對應(yīng)于曲軸的一個齒的位置傳感器的角度數(shù)，并且ceil是上取整函數(shù)。
[0071]該實施例的優(yōu)點是，其允許計算第二計算任務(wù)的開始，以更接近實際噴射來進行該實施例。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該設(shè)備包括用于根據(jù)在第二計算任務(wù)進行時由壓力軌傳感器取樣的燃料軌壓力值計算所述一連串噴射的第一實際噴射的供能時間的器件，該設(shè)備包括用于在該供能時間致動燃料噴射器的器件。
[0073]該實施例的優(yōu)點是，其給出軌壓力的更準確的信息，因為軌壓力值更接近實際噴射取樣，提高噴射精度。
[0074]本發(fā)明的另一方面提供一種汽車系統(tǒng)，包括內(nèi)燃發(fā)動機，內(nèi)燃發(fā)動機由電子控制單元管理，該發(fā)動機配備有與燃料軌流體連通的燃料噴射器，以將燃料噴射到汽缸中，汽缸容納活塞，活塞連接到曲軸，電子控制單元配置為:
[0075]進行第一計算任務(wù)，以計算一連串噴射的一組噴射開始值，
[0076]計算限定第二計算任務(wù)開始的曲軸的角位置，
[0077]進行第二計算任務(wù)，以計算所述一連串噴射的一組供能時間值，
[0078]其中，角位置根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的所述一連串噴射的第一噴射的噴射開始值計算。
[0079]本發(fā)明的該實施例基本上實現(xiàn)了上面所述的控制系統(tǒng)的相同的優(yōu)點。
[0080]該根據(jù)本發(fā)明的一個方面的方法可在計算機程序的輔助下進行，該計算機程序包括用于實行上面所述的方法的所有步驟的并且為包括計算機程序的計算機程序產(chǎn)品的形式的計算機編碼。
[0081]該計算機程序產(chǎn)品可體現(xiàn)為用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制設(shè)備，包括電子控制單元(ECU)、與ECU相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)載體和存儲在數(shù)據(jù)載體中的計算機程序，以使該控制設(shè)備限定以與所述方法相同方式描述的實施例。在該情況下，當控制設(shè)備執(zhí)行計算機程序時，上面所述的方法的所有步驟被實行。
[0082]本發(fā)明的又一方面提供一種內(nèi)燃發(fā)動機，該內(nèi)燃發(fā)動機特別地布置用于實行要求保護的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0083]現(xiàn)在將參照附圖以示例方式描述各個實施例，附圖中:
[0084]圖1顯示了汽車系統(tǒng)；
[0085]圖2是屬于圖1的汽車系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機的剖視圖；
[0086]圖3是根據(jù)曲軸角的各個E⑶任務(wù)的位置的示意圖；
[0087]圖4是一般的多噴射模式的示意圖；
[0088]圖5-6是本發(fā)明的相應(yīng)實施例被應(yīng)用的不例性多噴射模式；
[0089]圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于操作燃料噴射器的方法的流程圖；和
[0090]圖8是可用于在不同時刻將軌壓力取樣的任務(wù)的圖示。
[0091]附圖標記
[0092]100汽車系統(tǒng)
[0093]110內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)
[0094]120發(fā)動機體
[0095]125汽缸
[0096]130汽缸蓋
[0097]135曲軸
[0098]140活塞
[0099]145曲軸
[0100]150燃燒室
[0101]155凸輪相位器
[0102]160燃料噴射器
[0103]170燃料軌
[0104]180燃料泵
[0105]190燃料源
[0106]200進氣歧管
[0107]205進氣導(dǎo)管
[0108]210進氣端口
[0109]215汽缸閥
[0110]220排氣端口
[0111]225排氣歧管
[0112]230渦輪增壓器
[0113]240壓氣機
[0114]250渦輪機
[0115]260中間冷卻器
[0116]270排氣系統(tǒng)
[0117]270排氣管道
[0118]280SCRF (SCR 過濾器)
[0119]285DOC
[0120]290VGT 致動器
[0121]300EGR 系統(tǒng)
[0122]305EGR 旁路閥
[0123]307EGR 旁路
[0124]310EGR 冷卻器
[0125]315EGR 回路
[0126]317EGR回路的分支
[0127]320EGR 閥
[0128]320節(jié)氣門體
[0129]340質(zhì)量空氣流量和溫度傳感器
[0130]350歧管壓力和溫度傳感器
[0131]360燃燒壓力傳感器
[0132]380冷卻劑和油溫度和液面高度傳感器
[0133]400燃料軌壓力傳感器
[0134]410凸輪位置傳感器
[0135]420曲軸位置傳感器
[0136]430催化器上游的傳感器
[0137]445油門踏板位置傳感器
[0138]450電子控制單元(ECU)
[0139]460數(shù)據(jù)載體
[0140]465排氣溫度傳感器
[0141]470排氣溫度傳感器
[0142]480催化劑下游的傳感器
[0143]500LORES 壓縮任務(wù)
[0144]510DI_SCHEDULING 任務(wù)
[0145]520開始噴射
[0146]600框
[0147]610框
[0148]620框
[0149]630框
[0150]640框
[0151]650框

【具體實施方式】
[0152]現(xiàn)在將參照附圖描述優(yōu)選實施例。
[0153]一些實施例可包括圖1和2中所示的汽車系統(tǒng)100，汽車系統(tǒng)100包括內(nèi)燃發(fā)動機(ICE) 110，內(nèi)燃發(fā)動機(ICE) 110具有限定至少一個汽缸125的發(fā)動機體120，汽缸125具有活塞140，活塞140聯(lián)接用于旋轉(zhuǎn)曲軸145。汽缸蓋130與活塞140配合以限定燃燒室150。燃料和空氣混合物(未示出)布置在燃燒室150中，并且被點火，導(dǎo)致造成活塞140往復(fù)運動的熱的膨脹排氣。燃料由至少一個燃料噴射器160提供，并且空氣通過至少一個進氣端口 210提供。燃料被在高壓下從與高壓燃料泵180流體連通的燃料軌170提供到燃料噴射器160，高壓燃料泵180提高從燃料源190接收的燃料的壓力。每一個汽缸125具有至少兩個閥215，閥215由與曲軸145以正時關(guān)系(intime) —起旋轉(zhuǎn)的凸輪軸135致動。閥215選擇地允許空氣從端口 210進入燃燒室150，或者允許排氣通過端口 220離開。在一些示例中，凸輪相位器155可選擇地改變凸輪軸135和曲軸145之間的正時。
[0154]空氣可通過進氣歧管200分配到進氣端口(一個或多個)210。進氣導(dǎo)管205可從外界環(huán)境提供空氣到進氣歧管200。在其他實施例中，節(jié)氣門體330可被提供以調(diào)節(jié)到歧管200中的空氣流量。在其他實施例中，可提供強制通風(fēng)系統(tǒng)，例如具有旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到渦輪機250的壓氣機240的渦輪增壓器230。壓氣機240的旋轉(zhuǎn)提高導(dǎo)管205和歧管200中的空氣的溫度。布置在導(dǎo)管205中的中間冷卻器260可降低空氣的溫度。潤輪機250由從排氣歧管225接收的排氣旋轉(zhuǎn)，排氣歧管225引導(dǎo)來自排氣端口 220的排氣，并且在通過渦輪機250膨脹之前通過一系列葉片。排氣離開渦輪機250，并且被引導(dǎo)到排氣系統(tǒng)270。該示例顯示了可變幾何渦輪機(VGT)，其具有VGT致動器290，VGT致動器290布置為使葉片運動以改變通過渦輪機250的排氣流量。在其他實施例中，渦輪增壓器230可以是固定幾何形狀的，和/或包括廢氣門。
[0155]排氣系統(tǒng)270可包括排氣管道275，排氣管道275具有一個或多個排氣后處理裝置。后處理裝置可以是配置為改變排氣組分的任何裝置。后處理裝置的一些示例包括但不限于催化轉(zhuǎn)換器(二通和三通)(例如柴油機氧化催化劑(DOC) 285)、稀燃NOx捕集器、碳氫化合物吸收器、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)、SCRF (SCR過濾器)280和顆粒過濾器。其他實施例可包括排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)300，其聯(lián)接在排氣歧管225和進氣歧管200之間。EGR系統(tǒng)300可包括EGR冷卻器310，以降低EGR系統(tǒng)300中的排氣的溫度。EGR閥320調(diào)節(jié)EGR系統(tǒng)300中的排氣的流量。
[0156]汽車系統(tǒng)100可進一步包括與一個或多個傳感器和/或裝置通訊的電子控制單元(E⑶)450，所述一個或多個傳感器和/或裝置與ICEllO相關(guān)聯(lián)。
[0157]E⑶450可從各個傳感器接收信號，各個傳感器配置為產(chǎn)生與各個物理參數(shù)成比例的信號，所述各個物理參數(shù)與ICEllO相關(guān)聯(lián)。傳感器包括但不限于質(zhì)量空氣流量和溫度傳感器340、歧管壓力和溫度傳感器350、燃燒壓力傳感器360、冷卻劑和油溫度以及液面高度傳感器380、燃料軌壓力傳感器400、凸輪位置傳感器410、曲軸位置傳感器420、排氣壓力傳感器和排氣溫度傳感器470、EGR溫度傳感器440、任何上面提到的催化劑的上游傳感器430和下游傳感器480以及油門踏板位置傳感器445。而且，E⑶450可產(chǎn)生輸出信號，以控制各個控制裝置，各個控制裝置布置為控制ICEllO的操作，包括但不限于燃料噴射器160、節(jié)氣門體330、EGR閥320、VGT致動器290和凸輪相位器155。應(yīng)注意，虛線用于表示E⑶450和各個傳感器以及裝置之間的通訊，但是一些為了清楚被省略。
[0158]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到E⑶450，該設(shè)備可包括與存儲系統(tǒng)或數(shù)據(jù)載體460通訊的數(shù)字中央處理器單元(CPU)，和接口總線。CPU配置為執(zhí)行存儲為存儲系統(tǒng)中的程序的指令，并且發(fā)送信號到接口總線/從接口總線接收信號。存儲系統(tǒng)可包括多種存儲類型，包括光學(xué)存儲、磁存儲、固態(tài)存儲和其他非易失性存儲器。接口總線可配置為發(fā)送、接收和調(diào)制模擬和/或數(shù)字信號到各個傳感器和控制裝置/從各個傳感器和控制裝置發(fā)送、接收和調(diào)制模擬和/或數(shù)字信號。程序可體現(xiàn)本文公開的方法，允許CPU執(zhí)行該方法的步驟并且控制ICE110。
[0159]存儲在存儲系統(tǒng)中的程序被從外部經(jīng)由纜線或以無線方式傳輸。在汽車系統(tǒng)100之外，其通常作為計算機程序產(chǎn)品可見，該計算機產(chǎn)品在本領(lǐng)域中也稱為計算機可讀介質(zhì)或機器可讀介質(zhì)，并且應(yīng)可理解為存放在載體上的計算機程序，所述載體本質(zhì)上為暫時性的或非暫時性的，因此計算機程序產(chǎn)品本質(zhì)上可被認為是暫時性的或非暫時性的。
[0160]暫時性計算機程序產(chǎn)品的示例是信號，例如電磁信號，如光信號，其為用于計算機程序編碼的暫時性載體。傳送這樣的計算機程序編碼可通過由傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)調(diào)制信號實現(xiàn)，傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)例如為用于數(shù)字數(shù)據(jù)的QPSK，以使表示所述計算機程序編碼的二進制數(shù)據(jù)表達在暫時性電磁信號上。這樣的信號例如在以無線方式經(jīng)由到膝上電腦的WIFI連接傳輸計算機程序編碼時被利用。
[0161]在非暫時性計算機程序產(chǎn)品的情況下，計算機程序編碼體現(xiàn)在有形存儲介質(zhì)中。存儲介質(zhì)于是為上面提到的非暫時性載體，以使計算機程序編碼永久地或非永久地以可獲取方式存儲在該存儲介質(zhì)中或上。存儲介質(zhì)可以是計算機技術(shù)中已知的傳統(tǒng)類型，例如閃存、Asic、⑶等。
[0162]代替ECU450，汽車系統(tǒng)100可具有提供電子邏輯的不同類型的處理器，例如嵌入控制器、車載計算機或可在車輛中配備的任何處理模塊。
[0163]圖3是作為曲軸角的函數(shù)的各個E⑶任務(wù)的位置示意圖。
[0164]就將要進行的到汽缸#3的噴射而言，特別地，就多噴射模式中的第一噴射而言，第一 E⑶任務(wù)，即LORES壓縮任務(wù)500被時間排程以在汽缸#3的上止點(TDCC)的曲軸角之前適當?shù)哪骋磺S角下進行。
[0165]LORES壓縮任務(wù)估計一連串噴射脈沖的若干參數(shù)，例如:用于噴射模式的所有脈沖的脈沖數(shù)、脈沖燃料量、開始噴射(SOI)和DT(停留時間)。
[0166]而且，LORES壓縮任務(wù)還使用下面的公式計算角位置DIAngPos (DI_SCHEDULING任務(wù)510在該角位置DIAngPos處開始計算):
[0167](I) DIAngPos = ceil {[ (Fu el Ca I+Hff 1D el ay) ang+FirstSOI+Margin] /AngTooth}氺AngTooth
[0168]其中，F(xiàn)uelCal表示對于在DI_SCHEDULING任務(wù)中進行的計算的最差情況的執(zhí)行時間，HW1Delay是根據(jù)E⑶的輸入/輸出硬件的延遲時間，F(xiàn)irstSOI是噴射模式中第一有效脈沖的預(yù)測曲軸角，Margin是以曲軸角的角度表達的DI_SCHEDULING任務(wù)計算結(jié)束和噴射520的開始之間的預(yù)定差，AngTooth是對應(yīng)于曲軸位置傳感器420的一個齒的角度數(shù)，并且ceil是上取整函數(shù)，即將真實數(shù)量映射為最小的隨后的整數(shù)的函數(shù)。
[0169]由于FuelCal和HW1Delay以微秒表達，因此它們必須被轉(zhuǎn)換為曲軸角的角度?？墒褂孟旅娴墓舰?
[0170](2) CA Degrees = Time [us] *rpm*6/106
[0171]其中rpm是發(fā)動機每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0172]上述變量的不例性的值為:FuelCal= 1000 μ s, HW1Delay = 200 μ s, Margin =18度,并且AngTooth = 6度，應(yīng)預(yù)期,這些值僅是示例性的。不同的發(fā)動機系統(tǒng)可具有不同的值而不偏離本發(fā)明的各個實施例。
[0173]由于公式⑴取決于噴射模式中第一有效脈沖FirstSOI的預(yù)測曲軸角，因此為了更好地理解本發(fā)明的實施例，一般的多噴射模式示意性地圖示在圖4中。
[0174]圖4的噴射模式由N個噴射脈沖A，B, C, D...N構(gòu)成，每一個噴射脈沖由相應(yīng)的開始噴射 SOI A, S0IB, S0IC, SOI D...SOI N、相應(yīng)的供能時間 ET A, ET B, ET C，ET D…ET N和相應(yīng)的停留時間DT A, DT B, DT C，DT C，...DT N限定。
[0175]但是，存在很多情況，其中取決于各個發(fā)動機的參數(shù)和其他因素(例如出于后處理再生目的或其他目的需要進行排氣溫度提高)，不是所有圖4的模式的噴射脈沖必須進行。
[0176]例如，在圖5的示例性噴射模式中，噴射A不進行，該噴射模式因此從噴射B開始。
[0177]以類似的方式，在圖6的噴射模式中，噴射A和噴射B不需要進行，噴射模式因此從噴射C開始。
[0178]在這兩種情況下，DI_SCHEDULING任務(wù)的角位置都可推遲。
[0179]對于圖5的模式，可預(yù)測代表該模式中第一噴射的開始噴射的新的角位置，并且該新的角位置在圖5中被表示為預(yù)測的SOI B。
[0180]預(yù)測的SOI B角度值可由SOI D角位置和項[DT C+ET C+DT B+ET B] | SOI的和表達，即估計為SOI曲軸角，符號為:
[0181]預(yù)測的SOI B = SOI D+[DT C+ET C+DT B+ET B] |S0I。
[0182]事實上，LORES壓縮任務(wù)估計用于所有脈沖的脈沖數(shù)、脈沖燃料量、開始噴射(SOI)和DT(停留時間)。
[0183]在這些估計的基礎(chǔ)上，ET B，即脈沖B的供能時間可根據(jù)請求的由LORES壓縮任務(wù)估計的燃料量B和在所述任務(wù)的時間由燃料軌壓力傳感器400取樣的燃料軌壓力來估計，即
[0184]ET B = f(燃料軌壓力取樣時間，請求的量B)
[0185]以類似的方式，ET C可估計為:
[0186]ET C = f(燃料軌壓力取樣時間，請求的量C)
[0187]通過這些數(shù)據(jù)，E⑶450具有用于用公式表示SOI B角度值的預(yù)測的公式，并且可將該值用作作為公式(I)中的輸入的更準確的FirstSOI。
[0188]公式(I)然后輸出DI_SCHEDULING任務(wù)必須開始的角位置DIAngPos，其為更接近分析的噴射模式中第一有效脈動的實際角度的角度值。
[0189]這意味著DI_SCHEDULING任務(wù)可能更接近噴射模式的第一有效脈沖來開始。
[0190]此時，由燃料軌壓力傳感器400讀取并且用于噴射參數(shù)計算的燃料軌壓力將更接近噴射時存在的實際燃料軌壓力。
[0191]對于圖6的模式，表示該模式中第一噴射的開始噴射的新的角位置可被預(yù)測，并且已經(jīng)被表示為預(yù)測的SOI C。
[0192]預(yù)測的SOI C角位置可由SOI D角位置和項[DT C+ET C] | SOI的和表示，即估計為SOI曲軸角，符號為:
[0193]預(yù)測的SOI C = SOI D+[DT C+ET C] SOI
[0194]也是在該例子中，ET C，即脈沖C的供能時間可根據(jù)請求的由LORES壓縮任務(wù)估計的燃料量C和在所述任務(wù)的時間取樣的燃料軌壓力來估計，即
[0195]ET C = f(燃料軌壓力取樣時間，請求的量C)
[0196]通過這些數(shù)據(jù)，E⑶450具有用于用公式表示預(yù)測的SOI C的角度值的預(yù)測的所有數(shù)據(jù)，并且可將該值以更準確的FirstSOI用于公式(I)中。
[0197]公式(I)然后輸出DI_SCHEDULING任務(wù)必須開始的角位置，其為更接近所分析的噴射模式中第一有效脈沖的實際角度的角度值，所采取的方式為:DI_SCHEDULING任務(wù)的開始可延遲更長，以更接近該噴射模式的第一有效脈沖而開始。
[0198]此時，由燃料軌壓力傳感器400讀取的并且用于噴射參數(shù)計算的燃料軌壓力將更接近噴射時存在的實際壓力。
[0199]因此通常在圖7的流程圖中圖示的本發(fā)明的實施例中，第一步被進行，其中噴射模式依據(jù)脈沖數(shù)、son、DT1、ETi和燃料量被確定為扭矩請求和其他參數(shù)和條件(框600)的函數(shù)。
[0200]基于這些信息，該噴射模式中的第一有效脈沖被確定(框610)。第一有效脈沖的角度值設(shè)置為將要用于公式(I)中的變量FirstSOI的值。第一有效脈沖的角度值可被確定，如在圖5-6的示例中說明的。
[0201]然后進行檢查，以確定是否這樣確定的角度值FirstSOI等于預(yù)定角度值MaxSOI，該預(yù)定角度值MaxSOI表不在其中嗔射|旲式如圖4中圖不的包括所有可能嗔射的最壞情況中計算的SOI限值(框620)。
[0202]如果該檢查是肯定的，則DI_SCHEDULING任務(wù)被進行，從根據(jù)公式(I)計算的角位置DIAngPos開始(框630)，并且基于由該任務(wù)計算的噴射參數(shù)，進行該噴射模式(框640)。
[0203]如果該檢查是否定的，則使用FirstSOI (框650)的新值計算新的DI_SCHEDULING任務(wù)角位置DIAngPos (框650),該角位置DIAngPos相對于通過預(yù)定角度值MaxSOI計算的角位置更接近該模式的第一有效噴射。
[0204]一旦新的DI_SCHEDULING任務(wù)角位置被計算，該DI_SCHEDULING任務(wù)被在新角位置處進行(框630)，并且基于由該任務(wù)計算的噴射參數(shù)，該噴射模式被進行(框640)。
[0205]上面的描述參照了其中E⑶僅進行兩次計算任務(wù)的情況，即由不同角位置分開的LORES壓縮和DI_SCHEDULING，但是本發(fā)明的各個實施例也可適用于其中多于兩個計算任務(wù)在ECU進行的不同角位置處時間排程的情況。
[0206]通過采用多個計算任務(wù)，可能將用于噴射致動的參數(shù)，例如，特別地，燃料軌壓力，相對于噴射的實際正時更準確地取樣。
[0207]圖8圖示了本發(fā)明的另一實施例的各方面。
[0208]在多噴射模式情況下，可能發(fā)生DI_SCHEDULING任務(wù)在一連串脈沖開始處使用的燃料軌壓力已經(jīng)改變的情況，因此估計的ETi供能時間可能是不準確的，特別是用于所述一連串噴射的最后一次噴射的，例如圖8中的F...N。
[0209]在該情況下，根據(jù)本發(fā)明的實施例，燃料軌壓力還在隨所述一連串脈沖一起出現(xiàn)的不同的瞬時MEDRES1，MEDRES2…被測量，并且這些燃料軌壓力值，其在時間上更接近該連串的噴射的實際噴射，被用于改進該ET估計值。
[0210]例如，在圖8中的脈沖A，B，C之后，新的燃料軌壓力值Prail_MEDRES2被測量，并且在噴射圖中被用作輸入，以計算用于噴射D和E的新的估計時間:ET(D)，ET(E)等。對于所述一連串噴射F...N的另一燃料軌壓力值Prail_MEDRES3也可這樣。
[0211]而且，另一燃料軌壓力值Prail_MEDRESl可在LORES壓縮任務(wù)時間測量，以用于執(zhí)行LORES壓縮任務(wù)的計算。
[0212]更具體地，對于由DI_SCHEDULING任務(wù)進行的計算，在DI_SCHEDULING任務(wù)時間的燃料軌壓力值可被使用，如之前的描述中說明的，以計算用于所述一連串噴射的前三個的ET，符號為:
[0213]ET (A, B, C) = InjTbl (Prail_DI_Sch, Qnty A, B, C) iDI_SCHEDULING 任務(wù)
[0214]對于一些連續(xù)噴射，例如D和E，可使用在瞬時MEDRES2處的燃料軌壓力值，符號為:
[0215]ET (D, E) = InjTbl (Prail_MEDRES2, Qnty D, E) 0MEDRES2 任務(wù)
[0216]最后，對于所述一連串噴射的最后噴射F...N，可使用在瞬時MEDRES2處的燃料軌壓力Prail_MEDRES2，符號為:
[0217]ET (F，...，N) = InjTbl (Prail_MEDRES3, Qnty F，....，N) 0MEDRES3 任務(wù)
[0218]因此，該實施例允許對出現(xiàn)在噴射模式內(nèi)的角位置中的燃料軌壓力取樣。
[0219]由于在每一 MEDRES瞬時處取樣的壓力用于計算即將進行的脈沖的噴射參數(shù)，因此關(guān)于燃料軌壓力的信息比對于整個噴射模式僅具有一個壓力值更準確，提高噴射精度。
[0220]雖然在前面的概述和詳細描述中已經(jīng)提出了至少一個示例性實施例，但是應(yīng)意識到，存在大量的變形形式。還應(yīng)意識到，一個或多個示例性實施例僅是示例，并且不旨在以任何方式限制范圍、適用性或配置。而是前述概述和詳細描述將給本領(lǐng)域技術(shù)人員提供實施至少一個示例性實施例的便利的路線圖，其應(yīng)被理解為，可在示例性實施例中描述的元件的功能和布置方面做出多種變化而不偏離所附權(quán)利要求及其法律等同物中闡明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器(160)的控制設(shè)備，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸(125)和燃料軌(170)，汽缸(125)容納活塞(140)，活塞(140)連接到曲軸(145)，燃料軌(170)與燃料噴射器(160)流體連通，以將燃料噴射到汽缸(125)中，其中控制設(shè)備包括電子控制單元(450)，電子控制單元(450)配置為: 進行第一計算任務(wù)，以計算一連串噴射的一組噴射開始值(SOIi)， 計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸(145)的角位置(DIAngPos)， 進行第二計算任務(wù)，以計算該一連串噴射的一組供能時間值(ETi)， 其中，角位置(DIAngPos)根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的該一連串噴射的第一噴射的噴射開始值(FirstSOI)計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中，電子控制單元(450)配置為計算該一連串噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值(FirstSOI)，該計算開始于主噴射的噴射開始值，并且減去該一連串噴射的在活塞(140)的上止點壓縮(TDCC)之前終止的全部噴射的全部供能時間(ETi)和停留時間(DTi)的和。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制設(shè)備，其中，電子控制單元(450)配置為根據(jù)在第一計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌(170)壓力值計算在活塞(140)的上止點壓縮(TDCC)之前終止的所有噴射的供能時間(ETi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中，電子控制單元(450)配置為接收由壓力軌傳感器(400)在所述一連串噴射進行期間在不同的時刻(MEDRESi)處取樣的燃料軌(170)壓力值，并且使用取樣的燃料軌(170)壓力值來計算所述一連串噴射中其余噴射的供能時間(ETi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，電子控制單元(450)配置為根據(jù)以下公式計算限定第二計算任務(wù)開始的角位置(DIAngPos):
DIAngPos = ceil {[ (FuelCal+HW1Delay) ang+FirstSOI+Margin] /AngTooth} *AngTooth其中，F(xiàn)uelCal表不第二計算任務(wù)中進行的計算的最差情況的執(zhí)行時間，HW1Delay是取決于電子控制單元(450)的輸入/輸出硬件的延遲時間，F(xiàn)irstSOI是所述一連串噴射的第一實際噴射的噴射開始值，Margin是第二計算任務(wù)結(jié)束和所述一連串噴射的第一實際噴射的噴射開始之間曲軸(145)角度中表現(xiàn)出的預(yù)定差值，AngTooth是對應(yīng)于曲軸位置傳感器(420)的一個齒的角度數(shù)，并且ceil是上取整函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，電子控制單元(450)配置為根據(jù)由壓力軌傳感器(400)在第二計算任務(wù)進行時間處取樣的燃料軌(170)的壓力值計算，該設(shè)備包括用于以該供能時間(ET1)致動燃料噴射器(160)的器件。
7.一種操作內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器(160)的方法，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸(125)和燃料軌(170)，汽缸(125)容納活塞(140)，活塞(140)連接到曲軸(145)，燃料軌(170)與燃料噴射器(160)流體連通，以將燃料噴射到汽缸(125)中，內(nèi)燃發(fā)動機(110)由電子控制單元(450)管理，其中，所述方法包括以下步驟: 進行第一計算，以計算一連串噴射的一組噴射開始值(SOIi)， 計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸(145)的角位置(DIAngPos)， 進行第二計算任務(wù)，以計算所述一連串噴射的一組供能時間值(ETi)， 其中，角位置(DIAngPos)根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的該一連串噴射的第一噴射的噴射開始值(FirstSOI)計算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括以下步驟: 根據(jù)由壓力軌傳感器(400)在第二計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌(170)的壓力值計算該一連串噴射的第一實際噴射的供能時間(ET1)， 以該供能時間(ET1)致動燃料噴射器(160)。
9.一種包括由電子控制單元(450)管理的內(nèi)燃發(fā)動機(110)的汽車系統(tǒng)，該發(fā)動機(110)配備有與燃料軌(170)流體連通的燃料噴射器(160)，以將燃料噴射到汽缸(125)中，汽缸(125)容納活塞(140)，活塞(140)連接到曲軸(145)，電子控制單元(450)配置為: 進行第一計算，以計算一連串噴射的一組噴射開始值(SOIi)， 計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸(145)的角位置(DIAngPos)， 進行第二計算任務(wù)，以計算該一連串噴射的一組供能時間值(ETi)， 其中，角位置(DIAngPos)根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的該一連串噴射的第一噴射的噴射開始值(FirstSOI)計算。
10.一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動機的燃料噴射器的設(shè)備，內(nèi)燃發(fā)動機包括汽缸和燃料軌，汽缸容納活塞，活塞連接到曲軸，燃料軌與燃料噴射器流體連通，以將燃料噴射到汽缸中，其中，所述設(shè)備包括: 進行第一計算任務(wù)以計算一連串噴射的一組噴射開始值的器件， 計算限定第二計算任務(wù)的開始的曲軸角位置的器件， 進行第二計算任務(wù)以計算所述一連串噴射的一組供能時間值的器件， 其中，角位置根據(jù)由第一計算任務(wù)計算的所述一連串噴射的第一噴射的噴射開始值計笪
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11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括用于計算所述一連串噴射的第一實際噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值的器件，所述計算從主噴射的噴射開始值開始，并且減去活塞的上止點壓縮之前終止的所述一連串噴射的所有噴射的所有供能時間和停留時間的和。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括用于根據(jù)在第一計算任務(wù)進行時取樣的燃料軌壓力值計算在活塞的上止點壓縮之前終止的所有噴射的供能時間的器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括用于接收由壓力軌傳感器在所述一連串噴射進行期間在不同時刻由壓力軌傳感器取樣的燃料軌壓力，并且將取樣的燃料軌壓力值用于計算所述一連串噴射的其余噴射的供能時間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括用于根據(jù)以下公式計算限定第二計算任務(wù)開始的角位置DIAngPos的器件:
DIAngPos = ceil{[(FuelCal+HW1Delay) ang+FirstSOI+Margin]/AngTooth}*AngTooth其中FuelCal表示在第二計算任務(wù)中進行的計算的最差情況的執(zhí)行時間，HW1Delay是取決于電子控制單元的輸入/輸出硬件的延遲時間，F(xiàn)irstSOI是所述一連串噴射的第一實際噴射的預(yù)測的噴射開始值，Margin是在第二計算任務(wù)結(jié)束和所述一連串噴射的第一實際噴射的噴射開始之間在曲軸角度中表現(xiàn)出的預(yù)定差值，AngTooth是對應(yīng)于曲軸的一個齒的位置傳感器的角度數(shù)，并且ceil是上取整函數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括用于根據(jù)在第二計算任務(wù)進行時由壓力軌傳感器取樣的燃料軌壓力值計算所述一連串噴射的第一實際噴射的供能時間的器件，該設(shè)備包括用于以該供能時間致動燃料噴射器的器件。
【文檔編號】F02D41/30GK104454208SQ201410485997
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】I.佩里佐尼, L.勞里塔諾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司