CN111237075A - 喷油器的操作参数的修正方法及控制单元和可读程序载体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对发动机的喷油器的操作参数进行修正的方法，所述方法至少包括以下步骤：获得能够表征喷油器在发动机怠速工况下的工作特性变化情况的变量；以及至少基于所述变量对发动机的喷油器的操作参数进行修正，以使喷油器以修正的操作参数工作。还公开了一种相应的用于发动机的电子控制单元和一种相应的计算机可读程序载体。根据本发明，通过修正喷油器的操作参数，可以使喷油器准确地按照期望控制目标工作，从而可改善发动机的工作性能和排放性能，特别是降低发动机怠速时的噪音。

Description

喷油器的操作参数的修正方法及控制单元和可读程序载体

技术领域

本发明涉及一种用于对发动机的喷油器的操作参数进行修正的方法、一种相应的用于发动机的电子控制单元以及一种相应的计算机可读程序载体。

背景技术

柴油发动机由于具有可靠性好、热效率高以及输出扭矩大等特性而被广泛用于小型、重型或大型车辆中。柴油发动机通常使用共轨供油系统向发动机供油，喷油器根据电子控制单元的控制指令在预定时刻向柴油发动机的燃烧室内喷射预定量的燃油。

为了在燃油经济性、发动机噪音、尾气排放、动力性能和系统零部件耐久性等多个指标方面达到和谐统一，车辆的电子控制单元可以根据驾驶员意图、发动机转速负荷、柴油颗粒物过滤器的监测传感器信号等参数控制喷油器在一个工作循环中进行多次燃油喷射。例如，至少进行预喷射和主喷射。主喷射是发动机动力的来源。

喷油量主要通过在已知共轨压力的情况下控制喷油器的加电时间长短进行确定，这并不是一个闭环控制。实际的喷油量与预定的喷油量之间可能存在明显偏差，例如在喷油器喷油口堵塞、存在制造偏差和喷油器老化的情况下。这种偏差会影响发动机性能，也会使得尾气排放状况恶化。例如，预喷射的准确性对发动机噪声有着明显影响，预喷油量的变大或变小都会导致发动机噪音明显增加。

为此，迫切需要检测喷油器的工作特性变化，确保喷油器能够以期望的喷油量、特别是以期望的预喷油量工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对发动机的喷油器的操作参数进行修正的方法、一种相应的用于发动机的电子控制单元以及一种相应的计算机可读程序载体。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于对发动机的喷油器的操作参数进行修正的方法，所述方法至少包括以下步骤：获得能够表征喷油器在发动机怠速工况下的工作特性变化情况的变量；以及至少基于所述变量对发动机的喷油器的操作参数进行修正，以使喷油器以修正的操作参数工作。

根据本发明的第二个方面，提供了一种用于发动机的电子控制单元，所述电子控制单元被配置成执行所述方法。

根据本发明的第三个方面，提供了一种计算机可读程序载体，所述计算机可读程序载体存储有程序指令，所述程序指令在被处理器运行时执行所述方法。

根据本发明，通过修正喷油器的操作参数，可以使喷油器准确地按照期望控制目标工作，从而可改善发动机的工作性能和排放性能，特别是降低发动机怠速时的噪音。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了实际测量的新喷油器和老化后的喷油器在相同的预定轨压下各自的加电时间与喷油量之间的关系。

图2示出了一个喷油器在新状态和老化后的状态下的工作特性曲线以说明本发明的原理的示意图。

图3示出了试验获得的怠速加电时间漂移量与预喷加电时间所需修正量之间的近似线性函数关系。

图4示出了如何获得最终预喷加电时间所需修正量的示意性过程。

图5示出了模拟获得的对预喷油量的漂移进行修正和未进行修正情况下的发动机噪音水平。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

在描述具体实施例之前，先描述本发明的基本思想，以便更好地总体理解本发明。具体地讲，本发明的基本思想是，基于可表征喷油器在发动机怠速工况下的工作特性变化情况的变量，来调整对车辆的控制，尤其是调整对喷油器的控制，以例如提高发动机的工作性能和/或降低噪音。

发动机怠速是指发动机在无负荷的情况下运转，只需克服自身内部机件和相关附件的阻力，不对外输出功率的一种工况。在怠速下，需维持发动机稳定运转于某一较低转速下而不熄火。为此，发动机的转速在怠速下采用的是闭环控制，从而维持大致恒定的转速。因此，假设发动机怠速下的负荷不变，例如假设发动机摩擦功和附件消耗的功率不变，实际喷油量也应基本保持恒定。这也可通过将发动机和相关附件整体看作是一个系统进行理解，喷油量的大小对应于输入功率的大小，在负荷基本不变的情况下，喷油量也应基本保持不变。

对于特定的车辆，发动机在怠速工况下的转速通常具有预定值，因此喷油器在怠速工况下也具有预定喷油量。实际中，发动机的怠速工况可通过怠速调速器进行控制。

显然，如果喷油器的工作特性没有因为老化等原因而变化/漂移，则在预定轨压下，喷油器在怠速工况下的加电时间也应该保持恒定。因此，可以基于怠速工况下的喷油器的加电时间的变化(假设轨压不变)来表征喷油器在怠速工况下的工作特性的变化。例如，根据本发明的一个示例性实施例，可以直接基于喷油器的加电时间的变化量来表征喷油器在怠速工况下的工作特性的变化。

图1示出了实际测量的新喷油器和老化后的喷油器在相同的预定轨压(300bar)下各自的加电时间与喷油量之间的关系。

如图1所示，横坐标t表示的是喷油器的加电时间，纵坐标Q表示的是喷油量，第一曲线1表示的是新喷油器的工作特性曲线，第二曲线2表示的是老化后的喷油器的工作特性曲线。从图1中可以清楚地看出，老化后的喷油器的工作特性相对于新喷油器的工作特性发生了变化，在相同的加电时间下，喷油量变小了。

为了更好地描述本发明的基本思想，图2示出了一个喷油器在新状态和老化后的状态下的工作特性曲线的相应的示意图。

如图2所示，在预定轨压下，该喷油器在新状态下怠速时所需的怠速加电时间为t1，为了保持相同的喷油量Q1，老化后的状态下的相应的怠速加电时间变为t2。因此，怠速工况下的怠速加电时间变化了△t1＝t2-t1，怠速工况下的怠速加电时间漂移量△t1代表该喷油器在怠速工况下的工作特性的变化/漂移程度。类似地，该喷油器在新状态下预喷(例如，设定的预喷油量Q2可以为1.5mg)时所需的预喷加电时间为t3，为了达到相同的预喷油量Q2，老化后的状态下的相应的预喷加电时间变为t4。因此，预喷加电时间所需修正量为△t2＝t4-t3，其代表了喷油器在预喷时的工作特性的变化/漂移程度。

由于怠速工况下的喷油量Q1(即其所处的纵坐标)基本不变且怠速加电时间漂移量△t1＝t2-t1是可以确定的(例如通过怠速调速器确定)，而且从图2中可以清楚地看出，△t1的大小基本直接决定了第二曲线2偏离第一曲线1的程度，即它们之间的错开程度，因此，可以认为怠速加电时间漂移量△t1至少能够用于反映或表征喷油器的老化程度。怠速加电时间漂移量△t1越大，喷油器的老化程度越大，越需要进行补偿或修正。

从图2中还可以看出，如果喷油器在发动机怠速工况下的工作特性发生了变化，则在其它工况下也会产生一定的喷油偏差或漂移。例如，对于预喷来说，如果在预定轨压下仍采用预定的预喷加电时间t3，则会使得预喷油量不再准确，而预喷油量的准确性对发动机噪声有着明显影响，当偏离设定的预喷油量会使得发动机噪音升高。因此，至少需要对预喷油量进行修正，例如将预喷加电时间从t3修正到t4，以便维持预喷油量不变。下面，以预喷油量为例描述如何进行修正，但并不排除用于修正喷油器的其它操作参数。

在预定轨压下，第一曲线1可以用下面的第一函数式(1)表示：

Q＝f1(t) (1)

其中，f1表示喷油器在新状态下喷油量Q与加电时间t之间的函数关系。

类似地，在同样的预定轨压下，第二曲线2可以用下面的第二函数式(2)表示：

Q＝f2(t) (2)

其中，f2表示喷油器在老化后的状态下喷油量Q与加电时间t之间的函数关系。

第一函数式(1)与第二函数式(2)构成一个方程组。理论上讲，为了修正预喷，只要能够求解出t4即可，目前的已知条件是：

f1(t1)＝f2(t2)＝Q1 (3)

f1(t3)＝f2(t4)＝Q2 (4)

基于上述已知的条件，还可能无法求取修正后的预喷加电时间t4。为此，还需要获得更多信息来确定修正后的预喷加电时间t4。

根据本发明的一个示例性实施例，可以通过对新喷油器进行试验标定确定第一函数式Q＝f1(t)，然后再通过测量分析老化后的喷油器的工作特性获得第二函数式Q＝f2(t)的边界条件，只要最后能够至少根据怠速加电时间漂移量△t1最终确定修正后的预喷加电时间t4即可。

对于本领域的技术人员来说，显然上述如何至少根据怠速加电时间漂移量△t1最终确定修正后的预喷加电时间t4只是一个数学求解问题，因此本发明并不对此进行任何限制，也不能进行任何限制。下面，将具体描述根据本发明的一个示例性实施例的获取修正后的预喷加电时间t4的方法。

对于新喷油器，初始设定的预喷油量Q2是固定的，例如1.5mg，对应的预喷加电时间t3也是已知的，因此，对于老化后的喷油器，只要能够计算出预喷加电时间所需修正量△t2，就可确定老化后的喷油器预喷时所需的预喷加电时间，即修正后的预喷加电时间t4，具体如下：

t4＝t3+△t2 (5)

而如上所述，怠速加电时间漂移量△t1是可以确定的。因此，只要能够确定怠速加电时间漂移量△t1与预喷加电时间所需修正量△t2之间的关系即可。

预喷加电时间所需修正量△t2与怠速加电时间漂移量△t1之间的关系可以表示如下：

△t2＝f3(△t1) (6)

其中，f3表示预喷加电时间所需修正量△t2与怠速加电时间漂移量△t1之间的函数关系。

因此，老化后的喷油器的修正后的预喷加电时间t4可以表示为：

t4＝t3+f3(△t1) (7)

对于本领域的技术人员来说，预喷加电时间所需修正量△t2与怠速加电时间漂移量△t1之间的关系可以通过各种方式确定，例如可以通过大量实验或仿真确定。

根据本发明的一个示例性实施例，预喷加电时间所需修正量△t2与怠速加电时间漂移量△t1之间存在以下比例关系：

△t2＝k*△t1 (8)

此时，老化后的喷油器的修正后的预喷加电时间t4可以表示为：

t4＝t3+k*△t1 (9)

在对收集的一些整车耐久测试进行分析之后，发现了△t2≈△t1/2，即k≈1/2。换言之，怠速加电时间漂移量△t1是预喷加电时间所需修正量△t2的约2倍。统计显示它们之间具有良好的相关性，因此，据此对t3进行修正是可靠的。图3示出了测试之后获得的△t2与△t1之间的这种线性函数关系。

当然，对于本领域的技术人员来说，并不局限于此。相反，也可采用其它函数形式表示△t2与△t1之间的关系，例如采用多项式函数拟合它们之间的关系。

对于本领域的技术人员来说，显然发动机的实际怠速工况还受诸多因素，例如发动机温度、发动机负荷例如空调的工作状态影响。例如，冷车怠速时的发动机转速往往会偏高。为了能够使确定的怠速加电时间漂移量△t1更为可靠和一致，只有在发动机处于一致的边界条件下才探测发动机是否处于稳定的怠速工况。例如，可以使发动机保持在稳定的低怠速工况下，在这种情况下，发动机摩擦功和附件消耗的功率较小且相对稳定，因此，怠速喷油量相对稳定。

根据本发明的一个示例性实施例，发动机温度只有达到一定温度、例如70℃以上和/或发动机负荷稳定，例如空调、大灯等处于关闭状态下才确定发动机是否处于稳定的怠速工况。优选地，只有发动机在确定的边界条件下达到稳定的怠速工况后，才开始确定怠速加电时间漂移量△t1，然后基于怠速加电时间漂移量△t1例如通过上述各种方式确定预喷加电时间所需修正量△t2，以用于修正初始设定的预喷加电时间t3。

对于本领域的技术人员来说，发动机运行时的边界条件并不局限于上述示例。从更宽泛的意义上讲，只要影响发动机的运行特性的条件都可称为边界条件。使边界条件保持一致的目的是使发动机尽可能处于一致的怠速工况下，从而使得怠速加电时间漂移量△t1的确定更为可靠。

根据本发明的一个示例性实施例，预喷加电时间所需修正量可以存储在车辆的电子控制单元(ECU)的可擦除存储器内。

根据本发明的一个示例性实施例，每当检测到发动机处于可用于确定预喷加电时间所需修正量△t2的稳定的怠速工况下就接连多次(n1次)确定预喷加电时间所需修正量△t2，并将每次确定的结果依次存储在第一缓冲存储器3中，如图4的左侧所示。

虽然可以仅通过最新计算得到的预喷加电时间所需修正量△t2来进行修正或补偿，但本领域的技术人员可以理解，为了提高预喷加电时间所需修正量△t2的准确性，基于n1次确定的结果共同确定当前预喷加电时间所需修正量△t2’更为可靠。

根据本发明的一个示例性实施例，可以通过低通滤波剔除或减弱异常结果产生的影响，例如可以通过对n1次确定的结果取平均的方式进行。在图4中，对n1次确定的结果进行数据处理以获得当前预喷加电时间所需修正量△t2’的操作通过附图标记4表示。

当车辆从怠速工况变化到行驶状态时，将当前预喷加电时间所需修正量△t2’存储在第二缓冲存储器5内。类似地，该第二缓冲存储器5内保留有最近n2次的当前预喷加电时间所需修正量△t2’。同时，可通过类似方式对最近n2次的当前预喷加电时间所需修正量△t2’再进行数据处理(通过附图标记6表示)，例如也取平均，从而获得最终预喷加电时间所需修正量△t2”来用于对初始设定的预喷加电时间t3进行修正。显然，这种修正方式更为可靠。

根据本发明的一个示例性实施例，将各种轨压下的预喷修正参数、例如各种轨压下确定的最终预喷加电时间所需修正量△t2”存储在可擦除存储器内，当发动机运行而需要对预喷油量进行修正时，直接从可擦除存储器内读取进行修正。

显然，喷油器的老化是一个变化过程，因此，对可擦除存储器内的预喷修正参数进行动态调整是有利的，这样可以及时地反映喷油器的最新状态。

根据本发明的一个示例性实施例，仅对发动机的怠速工况下的预喷油量进行修正，而不对高转速、高负荷工况进行修正。

图5示出了模拟获得的对预喷油量的漂移进行修正和未进行修正情况下的发动机噪音水平，其中，横坐标表示的是预喷油量的漂移量△Q，纵坐标表示的是发动机噪音水平N，虚线表示的是未进行修正的情况，实线表示的是进行修正的情况。从图5中可以看出，经过对预喷油量的漂移进行修正可以明显降低发动机噪音，使发动机噪音始终保持在相对较低的水平下。相反，在未进行修正的情况下，当漂移量较大时，发动机噪音产生了显著上升。

还需要指出的是，虽然上面以喷油器老化而使得喷油能力变弱为例进行了描述，但本发明的修正思想也可以用于其它任何情况，例如由于其它原因而使得喷油器喷油能力变强的情况。

上面讨论了如何根据喷油器的怠速加电时间漂移量修正预喷加电时间，但为了确保发动机处于良好的工作状态下，还需要确保对应于修正后的预喷加电时间的修正后的预喷油量要大于预定燃烧极限值并且小于主喷油量。

根据本发明的一个示例性实施例，如果获得的修正的预喷油量小于预定燃烧极限值，则按预定燃烧极限值进行预喷，同时对主喷油量进行相应调整。

根据本发明的一个示例性实施例，如果获得的修正的预喷油量大于主喷油量，则关闭预喷，同时对主喷油量进行相应调整。

此外，本领域的技术人员可以理解，本发明的思想也可用于对车辆的其它工况的喷油量进行修正，并不局限于怠速工况，这是因为结合图2描述的基本修正原理并没有对此进行限制。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种用于对发动机的喷油器的操作参数进行修正的方法，所述方法至少包括以下步骤：

获得能够表征喷油器在发动机怠速工况下的工作特性变化情况的变量；以及

至少基于所述变量对发动机的喷油器的操作参数进行修正，以使喷油器以修正的操作参数工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述操作参数包括喷油器的加电时间；和/或

所述变量为喷油器在发动机怠速工况下、相应轨压下的怠速加电时间漂移量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

对发动机怠速工况下的喷油器的预喷操作参数进行修正，以使喷油器以修正的预喷操作参数进行预喷；和

对发动机怠速工况下的喷油器的主喷操作参数进行修正，以使喷油器以修正的主喷操作参数进行主喷。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

如果喷油器以修正的预喷操作参数预喷而使得预喷油量低于预定燃烧极限值，则使喷油器以预定燃烧极限值进行预喷，同时对主喷油量进行相应调整；和/或

如果喷油器以修正的预喷操作参数预喷而使得预喷油量大于主喷油量，则关闭预喷，同时对主喷油量进行相应调整。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，

所述发动机怠速工况是发动机的边界条件一致时的怠速工况；和/或

以线性函数关系基于所述变量对发动机的喷油器的操作参数进行修正。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述发动机怠速工况是发动机的稳定的低怠速工况；和/或

所述线性函数关系为比例关系。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

以所述变量的一半作为修正量对发动机的喷油器的操作参数进行修正；和/或

仅对发动机怠速工况下的喷油器的操作参数进行修正。

8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，

在发动机怠速工况下，多次检测喷油器的工作特性变化情况，并基于多次检测结果获得所述变量；和/或

在车辆处于行驶状态下，基于最近多次获得的变量获得所述喷油器的操作参数的修正量，并存储在存储器中。

9.一种用于发动机的电子控制单元，所述电子控制单元被配置成执行根据权利要求1-8中任一所述的方法。

10.一种计算机可读程序载体，所述计算机可读程序载体存储有程序指令，所述程序指令在被处理器运行时执行根据权利要求1-8中任一所述的方法。

Images