CN100400839C - 喷油正时控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种喷油正时控制方法,包括:求出基本喷油正时,根据当前发动机工况算出参考增压压力,根据算出的参考增压压力与当前增压压力之差算出喷油正时补偿值,以及用基本喷油正时补偿值补偿基本喷油正时,算出最终喷油正时。

Description

喷油正时控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2003年11月7日提交的韩国专利申请No.10-2003-0079681优先权,此处结合引用其公开内容作为参考。
技术领域
本发明涉及柴油发油机的喷油控制,更具体地说,涉及利用增压压力(boost pressure)控制喷油正时的系统与方法。
背景技术
新近开发的柴油机上装有涡轮增压中冷器进气系统,以减少废气排放物。这种柴油机及通常称为涡轮增压柴油机。
众所周知,涡轮增压柴油机包括涡轮增压器和中间冷却器,涡轮增压器其中利用排气的能量对进气增压,中间冷却器用于冷却增压的进气。
在这种涡轮增压柴油机中,压缩空气供向燃烧室,使得供向燃烧室的氧气含量增加。因此可改善燃烧特性,还能提高燃料经济性,因为空气输进气缸时产生的泵气损失可以降低。
在这种涡轮增压柴油机中,喷油主要基于增压压力,即涡轮增压器下游的进气管中的压力来控制。
如果发动机工作时司机踩下油门踏板,发动机控制器便能算出与油门踏板行程(即油门踏板踩下多少)成正比的所需油量。
这时,如果算出的需用油量小于根据进气压力求出的预定的燃油烟度极限,则喷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预定的燃油烟度极限,择由预定的燃油烟度极限控制喷油。在此,燃油烟度极限是根据进气压力求出的可防止因进气不足引起不完全燃烧的最大燃油量。
在这样的喷油控制下,即使因踩下油门踏板增加了所需燃油量,但若当前的进气压力不够高,喷射的将是与预定燃油烟度极限相当的燃油量。
这时,喷油正时保持值由发动机转速(转/分钟)确定,而与进气压力无关。
如果为了使车辆迅速加速而突然踩下油门踏板时,燃油需要量大于燃油烟度极限。在此情况下,因为燃油需要量受限于燃油烟度极限,由于喷油量增加而引起的排气能力增加被延迟。因此涡轮增压器的转速也滞后了,这样,进气压力达到与所需燃油量对应值的时间也延迟了。进气压力增加的延缓带来发动机扭矩增加的延迟。此现象一般称为增压滞后现象。
在电子点火(TCI)中,增压滞后对功率效率的影响很大,增压滞后较大的发动机加速性能较差,加速时耗油量很大。
如果为了改进加速性能而将燃油烟度极限设定在较高值,则因不完全燃烧引起的烟雾量急剧增加。
在本发明背景部分中公开的资料只是为了加深对本发明背景的理解,不应看成是承认或任何方式暗示这些资料构成专业技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明实施例提供的喷油正时控制系统及方法可解决涡轮增压柴油机的增压滞后引起的加速滞后、耗油量增加、及产生烟雾等问题。
在本发明的优选实例中,喷油正时控制方法包括:求出基本喷油正时,根据当前发动机工况计算参考增压压力,根据算出的参考增压压力和当前的增压压力之差算出喷油正时补偿值,及用喷油正时补偿值对基本喷油正时进行补偿来计算最终喷油正时。
参考增压压力的计算优选包括:根据当前发动机工况计算基本参考增压压力;及至少一个补偿参数补偿基本参考增压压力来计算参考增压压力。
参考增压压力的计算优选还包括:根据至少一个补偿参数计算基本参考增加压力补偿因子;及用基本参考增压压力补偿因子补偿基本参考增压压力来计算参考增压压力。
基本参考增压压力优选用基本参考增压压力表及预定的发动机工况计算,该表的基本参考增压压力值是对当前发动机工况测定的。
当前发动机工况优选还包括当前发动机转速及当前喷油量。
基本参考增压压力补偿因子优选用基本参考增压压力补偿因子表及预定参数计算,该表中的基本参考增压压力补偿因子值是对至少一个补偿参数测定的。
补偿参数优选还包括大气压力及进气温度。
参考增压压力的计算优选用基本参考增压压力补偿因子乘以基本参考增压压力。
测定的喷油正时补偿值优选是当参考增压压力与当前增压压力之差增加时作为喷油正时提前值。
基本喷油正时最好根据发动机转速及喷油量测定。
在本发明的另一实施例中,喷油正时控制系统包括:至少一个用于检测发动机工况的发动机工况传感器;用于将燃油喷入燃烧室的喷油器;及一个根据发动机工况及增压压力控制喷油器喷油正时的控制器。控制器由程序控制,可执行用以完成上述喷油正时控制方法的指令。
附图说明
结合在本说明书中并构成其中一个部分的附图示出本发明的实施例,且和说明书一同起解释本发明原理的作用,其中:
图1是根据本发明实施例的喷油正时控制系统的方框简图,及
图2是流程图,其示出了根据本发明的实施例的喷油正时控制方法。
具体实施方式
下文中参考附图详细说明本发明一优选实施例。
如图一所示,根据本发明一实施例的喷油正时控制系统10包括喷油器11和控制该喷油器11喷油正时的控制器13。
喷油器11是将燃油喷入燃烧室15的部件,喷油器11的喷油量及喷油正时由控制器13的控制信号控制。
燃烧室15是由汽缸体17和活塞19所界定的空间,燃油在此燃烧室15中燃烧。
进气通过进气歧管21供向燃烧室,燃烧室15产生的废气经排气歧管23排放。
设有涡轮增压器25,其利用排气能量使进气增压。
涡轮增压器25包含有与排气歧管23相连的涡轮27,连接到进气歧管21的压气机29,及连接涡轮27和压气机29的连接轴31。涡轮27由流入排气歧管23的排气能量驱动,压气机29与涡轮机27结合成一体旋转。压气机29的旋转使进气增压。
用于冷却压缩空气的中间冷却器33设置在涡轮增压器25下的进气歧管21中。
增压压力传感器35安装在中冷器下游的进气歧管中。增压压力传感器35检测出进入燃烧室15的进气压力(即增压压力),并输出与所测出增压压力对应的增压压力信号到控制器13。
根据本发明实施例的喷油正时控制系统10包括发动机转速传感器37,大气压力传感器39,和进气温度传感器41。发动机转速传感器37测出发动机转速(转/分钟),而将相应的发动机转速信号传输给控制器13。大气压力传感器39检测出大气压力,并将相应的大气压力信号传输给控制器13。进气温度传感器41测出进气温度,并将进气温度相应信号传送给控制器13。
控制器13可包括处理器及相关硬件,专业技术人员可根据本发明的内容选用和编程。控制器13优选由程序控制,以执行用于完成根据本发明实施例的喷油正时控制方法每一步骤的指令。
控制器13根据至少一个发动机工况确定基本喷油正时,并根据当前增压压力和参考增压压力对基本喷油正时进行补偿,确定最终喷油正时。
具体地说,发动机13根据发动机工况及预定参数求出参考增压压力,计算参考增压压力及当前增压压力之差值。然后控制器13根据计算出的差值补偿基本喷油正时。
以下参看图2,对根据本发明实施例的喷油正时控制作详细说明。
根据本发明实施例的喷油正时控制方法包括:步骤S210,确定基本喷油正时;步骤S220,根据当前发动机工况计算参考增压压力;步骤S230,根据参考增压压力及当前增压压力之差算出喷油正时补偿值;及步骤S240,以喷油正时补偿值补偿基本喷油正时来计算最终喷油正时。
控制器13根据喷油量及发动机转速(转/分钟)在步骤S210中求出基本喷油正时。
例如,控制器13可从基本喷油正时表求出在特定喷油量与特定发动机转速下的基本喷油正时,基本喷油正时表中的值是根据喷油量及发动机转速测定的基本喷油正时值。这就是说,基本喷油正时是根据以下的发动机转速(转/分钟)和喷油量(毫克)测定的。在此,喷油正时是从上死点(TDC)开始的提前角。表1是基本喷油正时表,其示出发动机转速为500转/分钟、800转/分钟、1200转/分钟、1600转/分钟、1800转/分钟、2200转/分钟、2500转/分钟,喷油量为50毫克、100毫克、150毫克、200毫克、250毫克时测出的基本喷油正时。基本喷油正时是在特定发动机转速和特定喷油量条件下的最佳喷油正时,且基本喷油正时可通过实验测定。
[表1]
  500   800   1200   1600   1800   2200   2500
  50   -4   -2   2   6   8   6   4
  100   -2   0   2   6   10   8   4
  150   0   0   2   5   12   8   6
  200   2   2   4   7   12   8   6
  250   4   2   5   7   14   10   6
表1中未示出的发动机转速与喷油量的基本喷油正时可用插值法求出。
接下来在步骤S220中,控制器13计算参考增压压力。参考增压压力是发动机在特定发动机转速和特定喷油量以下运转的稳定状态(即增压压力发生变化的不稳定状态已结束时的状态)下的增压压力。
控制器13根据当前发动机工况(如喷油量及发动机转速)在步骤S221中确定基本增压压力。
基本参考增压压力优选基于当前喷油量及当前发动机转速利用预先确定的基本参考增压压力表来计算。
预先确定的基本参考增压压力表,包含根据发动机的转速和喷油量绘制的基本参考增压压力值。
基本参考增压压力值可在特定条件下(大气压力及进气温度)通过实验求出。这就是说,基本参考增压压力表可以利用稳态下测出的增压压力来获得,此时发动机在特定喷油量和特定发动机转速下运转。
表2示出了从实验获得的基本参考增压压力表的一实例。在表2中,示出发动机转速为500转/分钟、800转/分钟、1200转/分钟、1600转/分钟、1800转/分钟、2200转/分钟、和2500转/分钟,喷油量为50毫克、100毫克、150毫克、200毫克、250毫克时的基本参考增压压力(kpa)。
[表2]
  500   800   1200   1600   1800   2200   2500
  50   100   110   130   150   170   180   180
  100   110   130   150   170   180   200   200
  150   130   150   170   180   200   220   200
  200   150   170   180   200   220   230   200
  250   170   180   200   220   230   230   200
控制器13利用基本参考增压压力表的数据,计算出在当前发动机的转速和当前喷油量时的基本参考增压压力。
发动机转速和喷油量在表2中未示出的基本参考增压压力值可用插值法求出。
接下来在步骤S223中,控制器用至少一个补偿参数对基本参考增压压力进行补偿。
步骤S223可包括步骤S225和步骤S227,其中步骤S22用以计算基本参考增压压力补偿因子,及步骤S227用于计算参考增压压力。
由于在步骤S221中算出的基本参考增压压力是在特定大气压力和特定进气气温下求得的,因此,参考增压压力要利用根据当前大气压力及当前进气温度求出的补偿因子对基本参考增压压力进行补偿来算出。
控制器13根据至少一个补偿参数在步骤S225中算出基本参考增压压力补偿因子。
补偿参数可包含大气压力及进气温度。
例如,控制器13能利用含根据大气压力及进气温度绘制的补偿因子值的表格算出基本参考增压压力补偿因子。在表3中,示出了进气温度为263k、273k、283k、293k、303k、313k、323k;大气压力为75kpa、80kpa、90kpa、100kpa、105kpa的基本参考增压压力补偿因子。
[表3]
  263   273   283   293   303   313   323
  75   0.90   0.90   0.90   -   -   -   -
  80   0.93   0.95   0.95   0.90   -   -   -
  90   -   0.98   1.00   0.95   0.90   -   -
  100   -   -   1.03   1.00   0.95   0.90   -
  105   -   -   1.05   1.03   1.00   0.98   -
未在表3中未示出的进气温度及大气压力的基本参考增压压力补偿因子可用插值法求出。
接下来在步骤S227中,控制器13利用基本参考增压压力补偿因子对基本参考增压压力进行补偿来算出参考增压压力。
例如,把基本参考增压压力乘以基本参考增压压力补偿因子便可算出参考增压压力。
接下来在步骤S230中,控制器13根据参考增压压力与当前增压压力之差算出喷油正时补偿值。
例如,喷油正时补偿值可利用含喷油正时补偿值的表格算出,该表中补偿值是对参考增压压力与当前增压压力之差求出的。在表4中,示出了参考增压压力与当前增压压力之差为-30kpa、-20kpa、0kpa、20kpa、50kpa、100kpa、130kpa、150kpa时的喷油正时补偿值(即,点火提前角)。
[表4]
  -30   -20   0   20   50   100   130   150
  -3   -2   0   2   4   6   8   10
表4未示出的参考增压压力与当前增压压力之差的喷油正时补偿值可用插值法求出。
这时,如表4所示,求出的喷油正时补偿值是在参考增压压力与当前增压压力之差增加时喷油正时进一步提前的值。
接下来在步骤S240中,控制器13用喷油正时补偿值补偿基本喷油正时来算出最终喷油正时。
例如,将喷油正时补偿值加到基本喷油正时上便能算出最终喷油正时。
根据本发明的实施例,通过根据参考增压压力与当前增压压力之差对喷油正时进行补偿,可解决柴油机的增压滞后引起的加速性能变差和耗油量增加的问题。
虽然上文已详细说明了本发明的优选实施例,但应清楚的懂得,再此所述的专业技术人员明白的对基本概念的诸多变更及/或修改都仍在附属权利要求书规定的本发明实质的范围内。

Claims (10)

1.一种喷油正时控制方法,包括:
求出基本喷油正时;
根据当前发动机工况算出参考增压压力;
根据算出的参考增压压力与当前的增压压力之差算出喷油正时补偿值;及
用喷油正时补偿值对基本喷油正时进行补偿,算出最终喷油正时。
2.如权利要求1所述的喷油正时控制方法,其中参考增压压力的计算包括:
根据当前发动机工况算出基本参考增压压力;及
用至少一个补偿参数补偿基本参考增压压力,算出参考增压压力。
3.如权利要求2所述的喷油正时控制方法,其中参考增压压力的计算包括:
根据至少一个补偿因子算出基本参考增压压力补偿因子;及
用基本参考增压压力补偿因子补偿基本参考增压压力,算出参考增压压力。
4.如权利要求3所述的喷油正时控制方法,其中基本参考增压压力是利用基本参考增压压力表和预定的发动机工况算出的,该表中的基本参考增压压力值是对于当前发动机工况测出的。
5.如权利要求4所述的喷油正时控制方法,其中当前发动机工况包括当前发动机转速和当前喷油量。
6.如权利要求3所述的喷油正时控制方法,其中基本参考增压压力补偿因子是利用基本参考增压压力补偿因子表和预定参数算出,该表的基本参考增压压力补偿因子值是对于至少一个补偿参数测出的。
7.如权利要求6所述的喷油正时控制方法,其中补偿参数包括大气压力及进气温度。
8.如权利要求3所述的喷油正时控制方法,其中参考增压压力是将基本参考增压压力乘以基本参考增压压力补偿因子算出的。
9.如权利要求1所述的喷油正时控制方法,其中喷油正时补偿值是在参考增压压力与当前增压压力之差增大时确定的喷油正时进一步提前的值。
10.如权利要求1所述的喷油正时控制方法,其中基本喷油正时是根据发动机转速和喷油量求出来的。
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