CN108412626A - 燃料喷射器辅助定时驱动器 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于运行具有燃烧室的压缩点火式发动机的方法。该方法包括通过喷射驱动器，与配置为生成主时间信号的主时钟建立电子通信。该方法还包括命令喷射器向燃烧室内引入具有使用主时间信号定时的相应脉冲宽度的燃料喷射，以在燃烧室内产生燃烧。该方法此外还包括检测主时间信号的丢失，并随后建立喷射驱动器和配置为产生辅助时间信号的辅助时钟之间的电子通信。此外，该方法包括命令喷射器向燃烧室内引入具有使用辅助时间信号定时的相应脉冲宽度的多次燃料喷射，从而在燃烧室内继续燃烧。还提供了一种采用该喷射驱动器来执行该方法的车辆。

Description

燃料喷射器辅助定时驱动器

技术领域

本公开涉及用于压缩点火式发动机中的燃料喷射器辅助定时驱动器。

现代内燃发动机通常采用电子燃料控制来调节发动机输出扭矩。在火花点火或汽油发动机中，通过电子节气门控制(ETC)来控制供应到发动机的空气量，以建立喷射的燃料量，从而调节发动机的输出扭矩。另一方面，在压缩点火式或柴油内燃发动机中，发动机的输出扭矩控制通常通过喷射的燃料量直接完成。另外，燃料喷射通常需要精确定时以适当地调节发动机的扭矩输出、效率和排气排放。

发明内容

提供了一种用于运行具有燃烧室的压缩点火式发动机的方法。该方法包括使用喷射驱动器，与配置为生成主时间信号的主时钟建立电子通信。该方法还包括通过喷射驱动器命令喷射器向燃烧室中引入具有使用主时间信号定时的相应脉冲宽度的燃料喷射，从而在燃烧室内产生燃烧。该方法此外还包括通过喷射驱动器来检测主时间信号的丢失并且与辅助时钟建立电子通信，该辅助时钟配置为在检测到主时间信号的丢失之后生成辅助时间信号。此外，该方法包括通过喷射驱动器命令喷射器将具有使用辅助时间信号定时的相应脉冲宽度的多次燃料喷射引入燃烧室，从而在燃烧室内继续燃烧。

主时钟可以布置在喷射驱动器的外部。

辅助时钟可以布置在喷射驱动器的内部。

主时间信号可以由主信号频率表征，辅助时间信号可以由辅助信号频率表征。主信号频率可以大于辅助信号频率，使得通过辅助信号定时至少一次燃料喷射的脉冲宽度比通过主信号定时燃料喷射的脉冲宽度的精确度低。

发动机可以通过冷却液来冷却。在这样的情况下，该方法还可以包括通过与控制器通信的传感器来检测冷却液的温度，该控制器配置为调节发动机的运行并且与喷射驱动器有效通信。另外，该方法可以包括响应于冷却液检测温度通过控制器选择具有由辅助时间信号定时的脉冲宽度的最大燃料喷射次数。

控制器可以编程有查找表，该查找表将具有由辅助时间信号定时的脉冲宽度的最大燃料喷射次数与冷却液检测温度相关联。在这种情况下，可以通过编程在控制器中的查找表来选择具有由辅助时间信号定时的脉冲宽度的最大燃料喷射次数。

选择具有由辅助时间信号定时的脉冲宽度的燃料喷射次数可以包括选择最大燃料喷射次数。

当冷却液检测温度低于预定值时，具有由辅助时间信号定时的脉冲宽度的所选的最大燃料喷射次数可以比当冷却液检测温度高于预定值时所选的相应最大燃料喷射次数更大。

该方法此外还包括在检测到主时间信号的丢失之后通过控制器设置故障代码或传感信号。

该方法此外还包括通过喷射驱动器从主时钟检测主时间信号的恢复。而且，该方法可以包括通过喷射驱动器从辅助时间信号切换到主时间信号，以定时随后由燃料喷射器引入到燃烧室中的燃料喷射的脉冲宽度。

可以在检测到来自主时钟时间信号的恢复后且经过预定量时间之后，完成从辅助时间信号到主时间信号的切换。

还公开了采用以上方法编程和运行的喷射驱动器的车辆。

结合附图，根据以下对用于执行本公开的最佳模式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是包括可由电子控制器运行的压缩点火式内燃发动机的车辆的示意图。

图2是图1所示的发动机的示意性特写透视图。

图3是通过图1所示的电子控制器运行压缩点火式发动机的方法的流程图。

具体实施方式

参照附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，图1示出了车辆10的示意图。车辆10结合包括内燃发动机12的传动系统。发动机12配置为压缩点火式或柴油式。如图1中的示例性实施例所示，发动机12通过变速器18并通过驱动轴或传动轴20将其扭矩施加到驱动轮14和/或16。

如图2所示，发动机12包括曲轴22和限定燃烧室24的气缸，该燃烧室24配置成在其中燃烧燃料和空气的混合物。尽管示出了单个燃烧室24，但是发动机12可以包括发动机的特定设计所需的尽可能多的这种燃烧室。发动机12还包括进气通道26，该进气通道26与燃烧室24流体连通。进气通道26配置成将进气28的气流从大气或环境输送到燃烧室24。如图1所示，例如具有可移动的节气门叶片30A(图2中所示)的节气门30位于进气通道26并且配置为控制通过进气通道26输送到燃烧室24的进气28的流量供应。

另外如图2所示，每个燃烧室24还包括活塞31和未示出的连杆，但是本领域技术人员将会理解其存在。每个活塞31配置成在相应燃烧室24内在燃烧的作用下往复运动，从而通过连杆旋转曲轴22并调节燃烧室的容积。另外如图2所示，每个燃烧室24可以设置有第一进气门32、第二进气门34、第一排气门36和第二排气门38。当发动机12正在推进车辆10时，每个进气门32、34配置成控制供给空气或者空气和燃料进入相应燃烧室24。每个排气门36、38配置为控制从相应燃烧室24通过排气通道42移除燃烧后排气40。尽管在这里描述了两个进气门32、34和两个排气门36、38并且在附图中进行了描绘，但是并不排除发动机12配备有更少或更多数量的进气门和排气门。

发动机12此外还包括燃料喷射器44。燃料喷射器44设置成用于每个燃烧室24，并配置为供应计量的燃料46，该燃料46用于与进气28的气流和相应燃烧室24内的燃烧混合。虽然柴油发动机12示出为具有前面讨论的节气门叶片30A，但是发动机可以配置成在没有这种节气门叶片的情况下运行。在这种柴油发动机配置中，燃烧室24内的燃烧通过由相应燃料喷射器44引入特定燃烧室的燃料量来控制，其中喷射的燃料与由特定燃烧室的相应活塞31吸入的空气组合。

在发动机12启动之后，进气28和燃料46的混合气体在燃烧室24内的燃烧稳定地增加了排气40的温度以及在发动机运行阶段瞬时暖机期间整个发动机的温度。如本领域技术人员所理解的，冷却液48(即专门配制的冷却液体)在发动机达到全工况运行温度之后在整个发动机中循环并通过热交换器50去除多余的热量。如本领域技术人员应理解的，发动机12的排气排放、燃料效率和动力输出均可受发动机12的运行温度的影响。

如图1和图2所示，发动机12此外还包括涡轮增压器52，涡轮增压器52位于进气通道26，并配置成在将进气气流输送到燃烧室24之前对进气28的气流加压。虽然示出了涡轮增压器52，但是并不排除发动机12在没有这种动力增强装置的情况下配置和运行。如本领域技术人员应理解的，涡轮增压器52可配置成可变几何涡轮增压器(VGT)，该VGT包括具有多个可动叶片的可变位置叶片机构，该可动叶片配置成使VGT的运行适应发动机12的运行速度并且因此有利于提高发动机运行效率。排气通道42配置成将来自燃烧室24的排气40引导至涡轮增压器52，用于给进气28的流动加压并且随后将排气引导至排气系统54。因此，燃料46喷射通过喷射器44与涡轮增压器52的配合运行。如本领域技术人员所理解的，排气系统54通常包括后处理装置，该后处理装置配置为有条不紊地从排气40中有效去除发动机燃烧的碳质颗粒副产物并减少这些颗粒物排放到大气中。

继续参考图1和2，车辆10还包括控制器56，例如发动机控制单元(ECU)，其配置或编程为随涡轮增压器52的运行一起调节发动机12的运行。控制器56包括存储器，是有形的和非暂时性的。存储器可以是参与提供计算机可读数据或进程指令的可记录介质。这样的介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他持久性存储器。易失性介质可以包括例如可以构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这样的指令可以由包括同轴电缆、铜线和光纤在内的一个或多个传输介质来传输，所述传输介质包括构成耦合到计算机处理器的系统总线的导线。控制器56的存储器还可以包括软盘、硬盘、磁带、其它磁性介质、CD-ROM、DVD、其它光学介质等。控制器56配备有高速主时钟58(该高速主时钟58配置为产生主时间信号60)、必要的模数(A/D)和/或数模(D/A)电路、输入/输出电路和设备(I/O)以及适当的信号调节和/或缓冲电路。控制器56所需的或者可由其访问的算法可以存储在存储器中并自动执行以提供所需的功能。

控制器56可以包括喷射驱动器61或者以其他方式与喷射驱动器61电子通信。根据本公开，喷射驱动器61可以是专门配置成调节喷射器44并由此控制燃料46喷射的电子或机电装置。喷射驱动器61与主时钟58电子通信，使得主时钟作为运行燃料喷射器44的定时装置。具体地，在发动机12的一般运行下，喷射驱动器61指令喷射器44将具有使用主时间信号60定时的相应脉冲宽度的燃料46喷射到燃烧室24中。然而，如下所述，在发动机12运行期间的某些情况下，主时钟58和喷射驱动器61的联系可能会丢失。

根据本公开，喷射驱动器61包括配置为生成辅助时间信号64的低速时钟62。换句话说，低速时钟62布置在喷射驱动器61的内部，并且可以是由喷射驱动器用作辅助时钟。低速时钟62可以配置为对每次燃料46喷射的脉冲宽度进行定时，并且可以用作由喷射驱动器61访问的备用装置，用于在来自主时钟58的信号60丢失时，定时运行燃料喷射器44。为了解决这种可能性，在补救的作用中，控制器56可以配置为检测主时间信号60的丢失。另外，喷射驱动器61配置为建立与辅助时钟62的电子通信，即跟随并响应于检测到主时间信号60的丢失，从使用主时钟58切换到使用辅助时钟62。此外，喷射驱动器61配置成命令喷射器46将多次燃料46喷射(即至少一次具有使用辅助时间信号64定时的相应的脉冲宽度的喷射)引入燃烧室24。这种燃料46喷射旨在因此继续发动机12的运行，即保持或恢复燃烧室24的燃烧。

尽管从主时钟58切换到辅助时钟62可以允许喷射驱动器61继续向发动机12供应燃料46，但是相应的时间信号60和64可能不是完全可互换的。具体地，主时间信号60可以由主信号频率表征，而辅助时间信号64可以由辅助信号频率表征，并且主信号频率可以大于辅助信号频率。在这样的实施例中，通过辅助信号64定时燃料46喷射的脉冲宽度可能比通过主信号60定时燃料喷射的脉冲宽度精确度低。上述差异可以是主时钟58具体配置成提供其主时间信号60以精确控制敏感的发动机运行的结果，例如计量的燃料46喷射，而辅助时钟62可以是通用定时器。作为上述的结果，发动机12的运行可能在性能、燃料经济性和排气排放方面削弱。为了促进对潜在状况的适当校正，在检测到主时间信号60的丢失之后，控制器56可以另外配置为在车辆仪表板(未示出)上设置故障代码66和/或传感信号。

如图1所示，发动机12还可以包括传感器68，该传感器68配置为检测与控制器56通信的冷却液48的温度。控制器56可以编程为响应于由传感器68检测的冷却液温度选择具有由辅助时间信号64定时的脉冲宽度的最大燃料46喷射次数。控制器56还可以编程有查找表70，该查找表70将具有由辅助时间信号64定时的脉冲宽度的最大燃料46喷射次数与冷却液48检测温度相关联。在这样的实施例中，控制器56此外还可以配置为使用查找表70来选择具有由辅助时间信号64定时的脉冲宽度的最大燃料46喷射次数。查找表70可以在测试发动机12期间在测试台上或者作为车辆10的一部分来进行经验性编辑。

当冷却液检测温度低于预定值71时，具有使用辅助时间信号64定时的脉冲宽度的所选择的最大燃料46喷射次数可以比当冷却液检测温度高于预定值71时所选择的相应最大燃料喷射次数更大。预定值71可以表示冷却液48的温度，在启动期间发动机可以在点火之前经历延长的起动，并且发动机被认为是从冷起动。具体而言，在较低的冷却液48温度下(例如低于预定的温度值71)，所选择的最大燃料46喷射次数可以更高，以便于发动机12的准备冷启动。此外，选择的最大燃料46喷射次数随着发动机12继续预热而逐渐降低，发动机12的升温可以通过冷却液48的温度升高来显示。

如果这种情况发生的话，喷射驱动器61也可以配置为检测主时间信号60的恢复。此外，喷射驱动器61可以配置为从辅助时间信号64切换到主时间信号60，以将由燃料喷射器44引入的燃料46随后喷射到燃烧室24中的脉冲宽度进行定时。这样切换回到主时间信号60旨在便于恢复燃料46的精确喷射，并且在性能、燃料经济性和排气排放方面返回到发动机12的全工况运行。在从主时钟58检测到时间信号恢复之后，在预定时间量72过去之后，喷射驱动器61可以编程为从辅助时间信号64切换到主时间信号60。经过的预定量的时间72可以由主时钟58或辅助时钟62检测。

图3描绘了通过与电子控制器56有效通信的喷射驱动器61运行压缩点火式发动机12的方法80，尤其是在来自主时钟58的主时间信号60丢失时起到补救作用，如上关于图1和图2所述。方法80在框82中开始，其中喷射驱动器61建立与主时钟58的电子通信。然后方法80从框82进行到框84，其中该方法包括喷射驱动器61命令喷射器44将具有使用主时间信号60定时的相应脉冲宽度的燃料46喷射引入到燃烧室24中，从而在燃烧室24内产生燃烧。因此，在框84中，喷射驱动器61使用主时间信号60供给燃料到发动机12，从而使发动机能够为车辆10提供动力。

在框84之后，在框86中，该方法包括通过喷射驱动器61检测主时间信号60的丢失。在框86之后，该方法前进到框88。在框88中，随着检测到主时间信号60的丢失，该方法包括通过喷射驱动器61建立与辅助时钟62的电子通信并且从主时钟切换到用于接收辅助时间信号64的辅助时钟。然后该方法从框88前进到框90，其中该方法包括喷射驱动器61命令喷射器44将具有使用辅助时间信号64定时的相应脉冲宽度的燃料46喷射到燃烧室中。如上述图1和图2所示，喷射具有使用辅助时间信号64定时的脉冲宽度的燃料46，便于促进燃烧室内继续燃烧，并且在主时间信号60丢失的情况下促进发动机12的合作运行。

根据该方法，在框90中，该方法可以包括通过传感器68检测冷却液48的温度。在框90中，该方法还可以包括响应于冷却液48的检测温度通过控制器56选择具有由辅助时间信号64定时的脉冲宽度的最大燃料46喷射次数。参照图1和图2所述，可以通过查找表70来选择具有由辅助时间信号64定时的脉冲宽度的最大燃料46喷射次数，该查找表70将具有由辅助时间信号64定时的脉冲宽度的燃料喷射次数与冷却液48的检测温度相关联。

如关于图1和图2另外所述，当冷却液检测温度低于预定值71时，使用辅助时间信号64定时的所选择的最大燃料46喷射次数可能会比当冷却液检测温度高于预定值71时所选择的相应最大燃料喷射次数更大。根据该方法，在框90之后，该方法可以前进到框92，以在检测到主时间信号60的丢失之后通过控制器56设置故障代码66。

在框88-92中的任一个之后，该方法可以前进到框94，以通过喷射驱动器61检测主时间信号60的恢复，并且从辅助时间信号64切换到主时间信号。相应地，该方法可以包括在检测到主时间信号60的恢复时和之后恢复定时由燃料喷射器44引入的燃料46喷射到相应的燃烧室24中的脉冲宽度。此外，从辅助时间信号64切换到主时间信号60可以在从主时钟58恢复主时间信号60之后经过预定时间量72之后完成。在框88-94中的任一个之后，该方法可以循环回到框82以继续发动机12的运行，并通过喷射驱动器61监测来自主时钟58的主时间信号60。

详细的说明书和附图是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求书限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的公开内容的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的公开内容的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提及的各种实施例的特性不一定被理解为彼此独立的实施例。相反，可能的是，实施例的一个示例中描述的每个特征可以与来自其他实施例的一个或多个其他期望特征组合，导致其他实施例没有通过文字或者通过参考附图描述。因此，这样的其他实施例落入所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种运行具有燃烧室的压缩点火式发动机的方法，所述方法包括：

通过喷射驱动器，与配置为生成主时间信号的主时钟建立电子通信；

通过所述喷射驱动器，命令喷射器向所述燃烧室内引入具有使用所述主时间信号定时的相应脉冲宽度的燃料喷射，从而在所述燃烧室内产生燃烧；

通过所述喷射驱动器，检测主时间信号的丢失；

通过所述喷射驱动器，与辅助时钟建立电子通信，所述辅助时钟配置为在检测到所述主时间信号的所述丢失之后生成辅助时间信号；以及

通过所述喷射驱动器，命令所述喷射器向所述燃烧室内引入具有使用所述辅助时间信号定时的相应脉冲宽度的多次燃料喷射，从而在所述燃烧室内继续燃烧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述主时钟布置在所述喷射驱动器外部。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述辅助时钟布置在所述喷射驱动器内部。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述主时间信号由主信号频率表征，并且所述辅助时间信号由辅助信号频率表征，其中所述主信号频率大于所述辅助信号频率，使得使用所述辅助信号定时所述燃料喷射次数的所述脉冲宽度比使用所述主信号定时所述燃料喷射的所述脉冲宽度的精确度低。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述发动机通过冷却液冷却，所述方法还包括：

通过与控制器通信的传感器检测所述冷却液的温度，所述控制器配置成调节所述发动机的运行并且与所述喷射驱动器有效通信；以及

响应于所述冷却液的检测温度，通过所述控制器选择具有使用所述辅助时间信号定时的所述脉冲宽度的最大燃料喷射次数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中根据编程到所述控制器中的查找表来选择具有使用所述辅助时间信号定时的所述脉冲宽度的所述最大所述燃料喷射次数，其中所述查找表将具有使用所述辅助时间信号定时的所述脉冲宽度的所述燃料喷射次数与所述冷却液的所述检测温度相关联。

7.根据权利要求5所述的方法，其中当所述冷却液的所述检测温度低于预定值时，具有使用所述辅助时间信号定时的所述脉冲宽度的所述选择的最大燃料喷射次数比当所述冷却液的所述检测温度高于所述预定值时所述选择的最大相应燃料喷射次数更大。

8.根据权利要求5所述的方法，还包括在检测到所述主时间信号的所述丢失之后通过所述控制器设置故障代码。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括通过所述喷射驱动器从所述主时钟检测所述主时间信号的恢复，并且通过所述喷射驱动器从所述辅助时间信号切换到所述主时间信号来为随后由所述燃料喷射器引入到所述燃烧室中的燃料喷射的脉冲宽度定时。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在检测到来自所述主时钟的所述主时间信号的恢复后且经过预定量时间之后，完成从所述辅助时间信号到所述主时间信号的切换。