RU2671076C1

RU2671076C1 - Method of controlling internal combustion engine

Info

Publication number: RU2671076C1
Application number: RU2017140155A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Шишков
Original assignee: Владимир Александрович Шишков
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2018-10-29

Abstract

FIELD: motors and pumps.SUBSTANCE: invention relates to transport and power plant engineering, specifically to engine control systems for internal combustion engines (ICE). Proposed method of controlling an internal combustion engine consists in measuring the flow characteristics of electromagnetic injectors on an engine-free stand, depending on the width of the supply voltage pulse with the subsequent task in the program of the microcontroller to control the ICE of the average maximum fuel consumption Vwith consumption characteristics at the maximum pulse width of the supply voltage and the point of the average minimum fuel consumption Vfrom the discharge characteristics of the injectors, with the pulse width of the supply voltage realized at idle speed with the minimum load of the ICE. In the intermediate modes of operation of the ICE, the fuel consumption through each electromagnetic nozzle in the ICE is calculated along the line from the average minimum to average maximum fuel consumption depending on the air flow in the ICE.EFFECT: invention allows to optimize the calibration and development work of the engine fuel management system and to improve the accuracy of fuel metering through electromagnetic nozzles.7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспорту и энергомашиностроению, конкретно к системам управления двигателем внутреннего сгорания.The invention relates to transport and power engineering, specifically to control systems of an internal combustion engine.

В настоящее время управление двигателем внутреннего сгорания выполняют следующим образом. Задают расходную характеристику всех электромагнитных форсунок одним коэффициентом наклона прямой линии (SAE J1832). При таком задании характеристики прямая линия расхода проходит через начало координат. Эта линия не отражает реальные расходные характеристики всех форсунок, которые имеют смещение по оси времени впрыска топлива, связанное с предварительным натягом пружины клапана, трением между подвижными частями клапана, а также перепадом давления топлива на клапане электромагнитной форсунки. Линия расхода топлива, проходящая через начало координат имеет отклонения в рабочем диапазоне расходов топлива от 25% на режиме холостого хода и до 5% по всей характеристики. Эти отклонения корректируются в программе управления двигателем во время испытаний при проведении калибровочных работ с помощью дополнительных таблиц статических и динамических коэффициентов или функций.Currently, the control of the internal combustion engine is as follows. Set the flow characteristic of all electromagnetic nozzles with a single slope coefficient of a straight line (SAE J1832). With this specification, a straight flow line passes through the origin. This line does not reflect the actual flow characteristics of all injectors that have a displacement along the axis of the fuel injection time associated with preloading of the valve spring, friction between the moving parts of the valve, and the differential pressure of the fuel on the electromagnetic nozzle valve. The fuel consumption line passing through the origin has deviations in the operating range of fuel consumption from 25% at idle to 5% for the entire characteristic. These deviations are corrected in the engine control program during testing during calibration using additional tables of static and dynamic coefficients or functions.

Недостатки данного способа заключаются в необходимости заполнения калибровочных таблиц и введения дополнительных функций, а это требует значительного времени испытаний двигателей в моторных боксах и в составе транспортного средства, а также не учитывает ошибки инженера испытателя. Кроме этого сложно точно рассчитать топливоподачу на динамических режимах работы двигателя из-за неточного задания расходных характеристик электромагнитных форсунок. Это приводит к повышенным выбросам токсичных компонентов на выхлопе двигателя и к увеличению времени калибровочных и доводочных работ по системе его управления. В процессе эксплуатации транспортного средства происходит изменение расходных характеристик форсунок за счет изменения трения в их подвижных элементах, изменения жесткости пружин клапанов, отложений во внутренних каналах форсунок загрязняющих веществ и других факторов. Эти изменения учитываются только при коррекции топливоподачи с помощью коэффициента вычисляемого по сигналу инерционного датчика кислорода с запозданием на 2…5 с при работе прогретого двигателя внутреннего сгорания. На не прогретом двигателе внутреннего сгорания и на мощностных режимах работы коррекция топливоподачи по сигналу датчика кислорода выключена.The disadvantages of this method are the need to fill out calibration tables and introduce additional functions, and this requires a significant amount of time for testing engines in motor boxes and as part of a vehicle, and also does not take into account the mistakes of the tester engineer. In addition, it is difficult to accurately calculate the fuel supply at dynamic engine operation modes due to inaccurate task of the flow characteristics of electromagnetic injectors. This leads to increased emissions of toxic components in the exhaust of the engine and to an increase in the time of calibration and development work on its control system. During operation of the vehicle, there is a change in the flow characteristics of the nozzles due to changes in friction in their moving elements, changes in the stiffness of the valve springs, deposits in the internal channels of the nozzles of pollutants and other factors. These changes are taken into account only when correcting the fuel supply using the coefficient of the inertial oxygen sensor calculated by the signal with a delay of 2 ... 5 s during operation of the heated internal combustion engine. On an unheated internal combustion engine and on power operating modes, fuel supply correction by the signal of the oxygen sensor is turned off.

Известен способ диагностики расходных характеристик электромагнитных форсунок (стр. 267-268, В.А. Шишков. Методы управления рабочим циклом двухтопливных и однотопливных поршневых газовых двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, специальность 05.04.02 - «Тепловые двигатели». - Самара, 2013, 395 с.). Способ заключается в том, что после пуска и прогрева двигателя, определяется режим диагностики, например на 10 с. В это время двигатель не реагирует на действия водителя. Например, на режиме холостого хода последовательно на каждой из форсунок на 1 секунду происходит изменение длительности подаваемого импульса, например, с 3 мс до 5 мс, а затем до 7 мс. При этом определяются изменения величины обогащения смеси по показаниям датчика кислорода, расположенного до нейтрализатора при длительности 5 и 7 мс. По данным откликам, при сравнении с начальными значениями, полученными после первого запуска двигателя на заводе изготовителе и сохраненными в энергонезависимой памяти контроллера, вычисляется коэффициент изменения расходной характеристики конкретной форсунки на участке линейной характеристики. При изменении характеристики более, например, 20% формируются коды ошибок о неисправности конкретной форсунки с последующим включением контрольной лампы диагностики. Один код ошибки для изменения точки динамической настройки форсунки, второй код для изменения статической точки настройки, третий код при изменении обоих точек настройки выше допустимого значения. Для четырех цилиндрового двигателя можно вывести 12 кодов ошибок форсунок. В качестве отклика на изменение расхода топлива, при изменении длительности импульса открытого состояния клапана форсунки, можно использовать мгновенное изменение частоты вращения коленчатого вала (его скорость или ускорение) и по этой величине определять ее состояние и проводить диагностику с фиксированием соответствующего кода ошибки. В этом случае, время диагностики форсунок может быть не более 1 с.A known method for diagnosing the flow characteristics of electromagnetic nozzles (p. 267-268, VA Shishkov. Methods of controlling the duty cycle of dual-fuel and single-fuel piston gas internal combustion engines with spark ignition // The dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences, specialty 05.04.02 - “Heat engines.” - Samara, 2013, 395 p.). The method consists in the fact that after starting and warming up the engine, a diagnostic mode is determined, for example, for 10 s. At this time, the engine does not respond to the driver. For example, in the idle mode, in succession on each of the nozzles for 1 second there is a change in the duration of the supplied pulse, for example, from 3 ms to 5 ms, and then up to 7 ms. In this case, changes in the amount of enrichment of the mixture are determined according to the testimony of an oxygen sensor located up to the converter with a duration of 5 and 7 ms. According to the responses, when comparing with the initial values obtained after the first start of the engine at the manufacturer and stored in the non-volatile memory of the controller, the coefficient of change of the flow rate characteristic of a particular nozzle in the linear characteristic section is calculated. When changing the characteristics of more than, for example, 20%, error codes are generated about the malfunction of a particular nozzle with the subsequent inclusion of a diagnostic warning lamp. One error code for changing the nozzle dynamic tuning point, the second code for changing the static tuning point, the third code when changing both tuning points is higher than the permissible value. For a four cylinder engine, 12 nozzle error codes can be displayed. As a response to a change in fuel consumption, when changing the pulse width of the open state of the nozzle valve, you can use an instant change in the crankshaft rotation speed (its speed or acceleration) and determine its state by this value and carry out diagnostics with fixing the corresponding error code. In this case, the nozzle diagnostic time can be no more than 1 s.

Данный алгоритм не всегда осуществим из-за большой инерционности датчиков кислорода и дискретности измерения частоты вращения коленчатого вала.This algorithm is not always feasible due to the large inertia of the oxygen sensors and the discreteness of measuring the rotational speed of the crankshaft.

Задачами изобретения являются снижение затрат на проведение калибровочных и доводочных работ системы управления двигателем внутреннего сгорания, а также повышение точности дозирования топлива как на стационарных так и на динамических режимах для снижения выбросов токсичных компонентов в отработавших газах в процессе эксплуатации транспортного средства.The objectives of the invention are to reduce the cost of calibration and debugging work of the control system of an internal combustion engine, as well as to increase the accuracy of fuel metering both in stationary and dynamic modes to reduce emissions of toxic components in exhaust gases during operation of the vehicle.

Указанные задачи в способе управления двигателем внутреннего сгорания заключающегося в измерении на безмоторном стенде расходных характеристик электромагнитных форсунок в зависимости от ширины импульса питающего напряжения с последующим заданием в программе микроконтроллера управления двигателем среднего максимального расхода топлива с расходной характеристики, при максимальной ширине импульса питающего напряжения, а расход топлива через электромагнитные форсунки в двигатель вычисляют в зависимости от расхода воздуха в двигатель, решаются тем, что, дополнительно в программе микроконтроллера управления двигателем задают точку среднего минимального расхода топлива с расходных характеристик форсунок, при ширине импульса питающего напряжения реализуемого на холостом ходу при минимальной нагрузке двигателя, а на промежуточных режимах расход топлива через каждую электромагнитную форсунку в двигатель вычисляют по линии от среднего минимального до среднего максимального расхода топлива, а также тем, что, задают в программе микроконтроллера управления двигателем минимальный и максимальный расход топлива с расходной характеристики каждой в отдельности электромагнитной форсунки, а расход топлива в двигатель вычисляют по соответствующей характеристике каждой форсунки и тем, что, для корректировки дозирования топлива через электромагнитные форсунки в процессе эксплуатации, при температуре охлаждающей жидкости в диапазоне 10 - 30°С, при пуске двигателя перед началом подачи топлива и при частоте вращения вала двигателя до 60 мин^-1, на электромагнитные форсунки последовательно подают рабочие импульсы напряжения шириной для полного открытия клапана форсунки, при этом измеряют характеристику тока по времени в катушке каждой электромагнитной форсунки с помощью микроконтроллера управления двигателем, далее по характеристике тока, за период импульса напряжения, определяют интеграл от изменения тока по времени, который сравнивают со значением этого же интеграла полученного для новой электромагнитной форсунки и записанного в энергонезависимой памяти микроконтроллера управления двигателем, по результатам сравнения вычисляют корректирующий коэффициент, с помощью которого корректируют минимальный расход топлива каждой форсунки и записывают эти значения в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем, и тем, что, при ремонте системы топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, после замены всех электромагнитных форсунок, с помощью диагностического прибора записывают в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем средний минимальный и средний максимальный расход установленных электромагнитных форсунок, и тем, что, при ремонте системы топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, после замены электромагнитной форсунки, с помощью диагностического прибора записывают в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем минимальный и максимальный расход установленной электромагнитной форсунки и тем, что измеряют период времени от подачи напряжения на катушку электромагнитной форсунки до момента перемещения клапана в положение открыто, которое фиксируют дополнительным датчиком измерения вибраций, затем измеряют период времени от момента снятия напряжения с катушки форсунки до момента посадки клапана на седло в положение закрыто, по изменениям периодов открытия и закрытия клапана форсунки формируют корректирующий коэффициент, с учетом которого изменяют расход топлива, и тем, что при увеличении интеграла изменения тока в катушке электромагнитной форсунки по времени в период открытия ее клапана выше заданного порога интеграла изменения тока в катушке электромагнитной форсунки по времени в период открытия ее клапана или при увеличении времени открытия клапана электромагнитной форсунки выше заданного ограничения времени открытия клапана электромагнитной форсунки, прекращают подачу команд на открытие ее клапана, выключают регулирование по датчикам кислорода в отработавших газах, вырабатывают код ошибки с порядковым номером форсунки и зажигают диагностическую лампу о неисправности на панели приборов автомобиля, при этом порог интеграла изменения тока в катушке электромагнитной форсунки по времени в период открытия ее клапана и ограничение времени открытия клапана электромагнитной форсунки записывают в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем перед началом эксплуатации.The indicated tasks in the method of controlling an internal combustion engine, which consists in measuring the consumption characteristics of electromagnetic nozzles on a non-motorized stand, depending on the pulse width of the supply voltage, followed by setting the average maximum fuel consumption from the discharge characteristic in the engine control microcontroller program at the maximum supply voltage pulse width and consumption fuel through electromagnetic nozzles in the engine is calculated depending on the air flow in the engine They are solved by the fact that, in addition, in the program of the engine control microcontroller, a point is set for the average minimum fuel consumption from the flow characteristics of the injectors, with the pulse width of the supply voltage being idled at minimum engine load, and in intermediate modes, the fuel consumption through each electromagnetic nozzle to the engine calculated along the line from the average minimum to average maximum fuel consumption, as well as by the fact that they are set in the engine control microcontroller program m the minimum and maximum fuel consumption from the flow rate characteristics of each individual electromagnetic nozzle, and the fuel consumption in the engine is calculated by the corresponding characteristic of each nozzle and the fact that, to adjust the dosage of fuel through the electromagnetic nozzles during operation, at a coolant temperature in the range of 10 - 30 ° C, when starting the engine before starting to supply fuel and with a rotational speed of the engine shaft of up to 60 min ^-1 , the working impulse is sequentially fed to the electromagnetic nozzles width of the voltage to fully open the nozzle valve, while measuring the current characteristic over time in the coil of each electromagnetic nozzle using the motor control microcontroller, then using the current characteristic for the period of the voltage pulse, determine the integral of the current over time, which is compared with the value of this the integral obtained for the new electromagnetic nozzle and recorded in the non-volatile memory of the microcontroller of the engine control, according to the results of the comparison, the correction coefficient, which corrects the minimum fuel consumption of each injector and writes these values to the non-volatile memory of the engine control microcontroller, and the fact that, when replacing the fuel supply system of the internal combustion engine, after replacing all the electromagnetic injectors, they are written to the non-volatile memory using the diagnostic tool microcontroller engine control the average minimum and average maximum flow rate of the installed electromagnetic injectors, and the fact that, when ont of the fuel supply system of the internal combustion engine, after replacing the electromagnetic nozzle, using the diagnostic tool, record the minimum and maximum flow rate of the installed electromagnetic nozzle in the non-volatile memory of the engine control microcontroller and by measuring the time period from applying voltage to the electromagnetic nozzle coil until the valve moves to the position open, which is fixed by an additional vibration measurement sensor, then measure the period of time from the moment removing voltage from the nozzle coil until the valve is seated on the seat in the closed position, according to changes in the valve opening and closing periods, the nozzles form a correction factor that takes into account the change in fuel consumption, and by increasing the integral of the change in current in the electromagnetic nozzle coil over time in the period of opening of its valve is higher than a given threshold of the integral of the change in current in the coil of the electromagnetic nozzle over time during the period of opening of its valve or with an increase in the time of opening of the valve by an electric of the injection nozzle is higher than the set limit for the opening time of the valve of the electromagnetic injector, stop issuing commands to open its valve, turn off the regulation of the oxygen sensors in the exhaust gas, generate an error code with the serial number of the nozzle and light the diagnostic lamp about the malfunction on the vehicle instrument panel, while the integral threshold changes in the current in the coil of the electromagnetic nozzle in time during the opening of its valve and the limitation of the opening time of the valve of the electromagnetic nozzle ayut in non-volatile memory of the microcontroller motor control before operation.

В известных технических решениях признаков сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружено, следовательно, это решение обладает существенными отличиями. Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности в микропроцессорных системах управления двигателями внутреннего сгорания и может быть использовано для управления двигателями транспортных средств, поэтому оно соответствует условию «промышленная применимость».In the known technical solutions, features similar to those distinguishing the claimed solution from the prototype are not found, therefore, this solution has significant differences. The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty." At the same time, the claimed technical solution is applicable in industry, in particular in microprocessor control systems of internal combustion engines and can be used to control the engines of vehicles, therefore, it meets the condition of "industrial applicability".

Изобретение поясняется следующим схемами.The invention is illustrated by the following schemes.

На фиг. 1 представлена расходная характеристика электромагнитной форсунки в зависимости от ширины импульса впрыска топлива реальная (линия 2) и задаваемая одной точкой (линия 1) в программе микропроцессора электронного блока управления двигателем.In FIG. 1 shows the flow characteristic of the electromagnetic nozzle depending on the pulse width of the fuel injection real (line 2) and defined by one point (line 1) in the microprocessor program of the electronic engine control unit.

На фиг. 2 представлена схема изменения тока в катушке по времени при открытии и закрытии клапана электромагнитной форсунки для новой форсунки (линия 1); для форсунки (линия 2), у которой потеряла жесткость пружина клапана или снизилось сопротивление трения клапана о направляющие или упало давление перед клапаном форсунки; для форсунки (линия 3), у которой засорились внутренние топливные каналы.In FIG. 2 shows a diagram of the change in current in the coil over time when opening and closing the valve of the electromagnetic nozzle for a new nozzle (line 1); for the nozzle (line 2), in which the valve spring has lost its stiffness or the friction resistance of the valve against the guides has decreased or the pressure in front of the nozzle valve has dropped; for the nozzle (line 3), in which the internal fuel channels are clogged.

В существующем программном обеспечении системы управления двигателем внутреннего сгорания расходную характеристику электромагнитной форсунки задают одной статической точкой V_ст (фиг. 1), которая характеризуется площадью проходного сечения жиклера. Расчет расхода топлива на промежуточных режимах работы двигателя определяют по линии 1 (фиг. 1), которая соединяет начало координат с расходом в точке V_ст (фиг. 1). Реальная расходная характеристика (линия 2, фиг. 1) электромагнитной форсунки проходит через точку максимального расхода V_ст (фиг. 1) и имеет больший наклон к оси абсцисс. Это вызвано пред натягом пружины клапана форсунки, весом клапана, перепадом давления топлива на клапане форсунки и трением подвижного клапана о направляющие. Поэтому линия 2 (фиг. 1) не приходит в начало координат, а соединяется с точкой t_откр.д - это время открытия клапана электромагнитной форсунки. Для современных бензиновых электромагнитных форсунок время открытия t_откр.д лежит в диапазоне от 1,2 до 1,8 мс, а для газовых от 1,5 до 4,5 мс. В результате этого возникает погрешность ΔV (фиг. 1) в расчете расхода топлива на промежуточных режимах работы двигателя, при этом погрешность ΔV (фиг. 1) увеличивается при снижении режима работы двигателя внутреннего сгорания. Погрешность ΔV (фиг. 1) компенсируют с помощью специальных калибровочных таблиц, которые заполняют инженеры испытатели в процессе доводки системы управления двигателем в различных условиях эксплуатации. Это приводит к погрешностям топливоподачи в двигатель внутреннего сгорания, связанным с человеческим фактором, и к увеличению времени доводочных работ. В предлагаемом способе реальную расходную характеристику (линия 2, фиг. 1) электромагнитной форсунки задают двумя точками V_ст и V_дин, а расход топлива на промежуточных режимах работы двигателя внутреннего сгорания вычисляют по прямой линии между вышеназванными точками.In the existing software of the internal combustion engine control system, the flow rate characteristic of the electromagnetic nozzle is set by one static point V _st (Fig. 1), which is characterized by the area of the nozzle through passage. The calculation of fuel consumption at intermediate engine operating modes is determined by line 1 (Fig. 1), which connects the origin with the flow rate at point V _st (Fig. 1). The actual flow characteristic (line 2, Fig. 1) of the electromagnetic nozzle passes through the point of maximum flow rate V _st (Fig. 1) and has a greater inclination to the abscissa axis. This is caused by the preload of the nozzle valve spring, the weight of the valve, the differential pressure of the fuel on the nozzle valve and the friction of the movable valve against the guides. Therefore, line 2 (Fig. 1) does not come to the origin, but connects to the point t _open.d - this is the opening time of the valve of the electromagnetic nozzle. For modern gasoline electromagnetic injectors, the opening time t _open is in the range from 1.2 to 1.8 ms, and for gas from 1.5 to 4.5 ms. As a result of this, an error ΔV (Fig. 1) arises in the calculation of fuel consumption at intermediate engine operating modes, while the error ΔV (Fig. 1) increases with a decrease in the operating mode of the internal combustion engine. The error ΔV (Fig. 1) is compensated with the help of special calibration tables, which are filled by test engineers during the refinement of the engine control system in various operating conditions. This leads to errors in the fuel supply to the internal combustion engine associated with the human factor, and to an increase in the time of finishing work. In the proposed method, the real flow characteristic (line 2, Fig. 1) of the electromagnetic nozzle is set by two points V _st and V _dyne , and the fuel consumption in the intermediate modes of operation of the internal combustion engine is calculated in a straight line between the above points.

На фиг. 2 показано изменение тока I в катушке электромагнитной форсунки при ее открытии и закрытии; t₀ - начало подачи напряжения на катушку электромагнитной форсунки; t₁, t₂, t₃ - начало движения клапана форсунки в положение открыто соответственно: линия 2 (фиг. 2) - при пониженном сопротивлении трения или ослаблении пружины клапана, линия 1 (фиг. 2) - новой форсунки и линия 3 (фиг. 2) - при засорении внутренних топливных каналов форсунки; t₄, t₅, t₆ - клапан форсунки в положение открыто для линий 2, 1 и 3 соответственно (фиг. 2); t₇ - выключено напряжение питания катушки форсунки; t₈ - клапан форсунки в положении закрыт. Линии 1, 2 и 3 (фиг. 2) имеют характерные участки с различным наклоном протекания тока в катушке в периодах движения клапана на открытие, соответственно на временных участках t₁…t₄, t₂…t₅, t₃…t₆ (фиг. 2). Изменение наклона протекания тока в катушке электромагнитной форсунки связано с самоиндукцией при движении металлического клапана форсунки из положения закрыто в положение открыто и обратно в электромагнитном поле катушки форсунки. Изменение наклона характеристики протекания тока в катушке электромагнитной форсунки фиксируют по градиенту ΔI/Δt с учетом начала времени подачи напряжения t₀ (фиг. 2).In FIG. 2 shows the change in current I in the coil of the electromagnetic nozzle when it opens and closes; t ₀ - the beginning of the voltage supply to the coil of the electromagnetic nozzle; t ₁ , t ₂ , t ₃ - the beginning of the nozzle valve movement to the open position, respectively: line 2 (Fig. 2) - with reduced friction resistance or loosening the valve spring, line 1 (Fig. 2) - a new nozzle and line 3 (Fig. . 2) - in case of clogging of the internal fuel channels of the nozzle; t ₄ , t ₅ , t ₆ - nozzle valve in the open position for lines 2, 1 and 3, respectively (Fig. 2); t ₇ - power supply to the nozzle coil is off; t ₈ - nozzle valve in the closed position. Lines 1, 2 and 3 (Fig. 2) have characteristic sections with different slopes of the current flow in the coil in the periods of valve movement to open, respectively, in temporary sections t ₁ ... t ₄ , t ₂ ... t ₅ , t ₃ ... t ₆ ( Fig. 2). The change in the slope of the current flow in the coil of the electromagnetic nozzle is associated with self-induction when the metal valve of the nozzle moves from the closed position to the open position and back in the electromagnetic field of the nozzle coil. The change in the slope of the current flow characteristics in the coil of the electromagnetic nozzle is fixed along the gradient ΔI / Δt taking into account the beginning of the voltage supply time t ₀ (Fig. 2).

Способ по п. 1 осуществляют следующим образом. Измеряют на безмоторном стенде расходные характеристики электромагнитных форсунок в зависимости от ширины импульса (t₀…t₅, фиг. 2) питающего напряжения с последующим заданием в программе микроконтроллера управления двигателем среднего максимального расхода V_{ст_ср}=ΣV_{ст_i}/N (фиг. 1) топлива с расходной характеристики, где: V_{ст_i} - статический расход топлива i-ой форсунки, i изменяется до N - число электромагнитных форсунок, при максимальной ширине импульса питающего напряжения, а расход топлива через электромагнитные форсунки в двигатель вычисляют по линии расходной характеристики в зависимости от расхода воздуха в двигатель, при этом дополнительно в программе микроконтроллера управления двигателем задают точку среднего минимального расхода V_{дин_ср}=ΣV_{дин_i}/N (фиг. 1), (где: V_{дин_i} - динамический расход топлива с расходных характеристик i-ой форсунки, i изменяется до N - число электромагнитных форсунок) при ширине импульса (от 0 до t_дин, фиг. 1) питающего напряжения реализуемого на холостом ходу при минимальной нагрузке двигателя, а на промежуточных режимах расход топлива через каждую электромагнитную форсунку в двигатель вычисляют по линии от среднего минимального V_{дин_ср} до среднего максимального V_{ст_ср} (фиг. 1) расхода топлива.The method according to p. 1 is as follows. The consumption characteristics of electromagnetic injectors are measured on a non-motorized stand, depending on the pulse width (t ₀ ... t ₅ , Fig. 2) of the supply voltage, followed by the average maximum flow rate V _{st_av} = ΣV _{st_i} / N (Fig. 1) of fuel in the motor control microcontroller program with the flow characteristics where: V _{st_i} - static fuel injector i-th, i is changed to N - the number of electromagnetic injectors, when the maximum pulse width of the voltage and the flow rate of fuel through the injector solenoid in the engine calc slyayut through the flow characteristic depending on the air flow to the engine, wherein an additional motor control microcontroller program set point average minimum flow V _{din_sr} = ΣV _{din_i} / N (Figure 1.) (where: V _{din_i} - the dynamic fuel consumption of a consumable of the characteristics of the i-th nozzle, i changes to N - the number of electromagnetic nozzles) with a pulse width (from 0 to t _dyne , Fig. 1) of the supply voltage realized at idle at minimum engine load, and in intermediate modes the fuel consumption is each The electromagnetic injector in the engine is calculated along the line from the average minimum V _{dyn_sr} to the average maximum V _{st_sr} (Fig. 1) fuel consumption.

Способ по п. 2 осуществляют следующим образом. Задают в программе микроконтроллера управления двигателем минимальный V_{дин_i} и максимальный V_{ст_i} расход топлива с расходной характеристики каждой в отдельности электромагнитной форсунки i, а расход топлива в каждый i - цилиндр двигателя вычисляют по соответствующей характеристике форсунки i.The method according to p. 2 is as follows. In the engine control microcontroller program, the minimum V _{dyn_i} and maximum V _{st_i} fuel consumption are set from the flow rate characteristics of each individual electromagnetic nozzle i, and the fuel consumption in each i - engine cylinder is calculated from the corresponding characteristic of the nozzle i.

Способ по п. 3 осуществляют следующим образом. Выполняют корректировку дозирования топлива через электромагнитные форсунки в процессе эксплуатации, при этом, при температуре охлаждающей жидкости в диапазоне 10 - 30°С, при пуске двигателя перед началом подачи топлива и при частоте вращения вала двигателя до 60 мин^-1, на электромагнитные форсунки последовательно подают рабочие импульсы напряжения шириной t₀…t₅ (фиг. 2) полного открытия клапана форсунки, при каждом импульсе напряжения измеряют характеристику тока в катушке каждой электромагнитной форсунки с помощью микроконтроллера управления двигателем, далее по характеристике тока определяют градиент (ΔI/Δt)_i, по которому вычисляют суммарный интеграл (ΔI/Δt)_i на участках в период t₀…t₄ или t₀…t₅ или t₀…t₆ (фиг. 2) открытия клапана электромагнитной форсунки, и далее определяют корректирующий коэффициент в виде отношения интеграла (ΔI/Δt)_i, полученного для новой электромагнитной форсунки на участке t₀…t₅ (фиг. 2), к интегралу (ΔI/Δt)_i, полученному в процессе эксплуатации, т.е. на участках t₀…t₄ или t₀…t₆ (фиг. 2) для электромагнитной форсунки с пониженным сопротивлением трения движению ее клапана и для электромагнитной форсунки с засорением внутренних каналов соответственно, после этого корректируют минимальный V_{дин_i} путем умножения на корректирующий коэффициент (фиг. 1) расход топлива каждой форсунки и записывают эти значения в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем. Изменение наклона характерного участка тока в сторону уменьшения времени открытия клапана говорит о том, что произошло снижение сопротивления трения поверхностей клапана из-за износа или из-за ухудшения упругих характеристик пружины клапана или из-за снижения давления топлива на входе в электромагнитную форсунку (линия 2, фиг. 2). Смещение характерного участка тока, показывающего момент открытия клапана электромагнитной форсунки в сторону увеличения времени открытия клапана говорит о том, что произошло засорение внутренних каналов форсунки (линия 3, фиг. 2).The method according to p. 3 is as follows. The fuel dosage through the electromagnetic nozzles is adjusted during operation, while at a coolant temperature in the range of 10-30 ° C, when starting the engine before starting to supply fuel, and at an engine shaft speed of up to 60 min ^-1 , electromagnetic nozzles are sequentially fed working voltage pulses with a width of t ₀ ... t ₅ (Fig. 2) the nozzle valve is fully open, with each voltage pulse measure the current characteristic in the coil of each electromagnetic nozzle using a microcontroller engine pressure, then the gradient of the current (ΔI / Δt) _i is determined from the current characteristic, according to which the total integral (ΔI / Δt) _i is calculated over the sections in the period t ₀ ... t ₄ or t ₀ ... t ₅ or t ₀ ... t ₆ (Fig. .2) open the valve of the electromagnetic nozzle, and then determine the correction coefficient in the form of the ratio of the integral (ΔI / Δt) _i obtained for the new electromagnetic nozzle in the area t ₀ ... t ₅ (Fig. 2) to the integral (ΔI / Δt) _i obtained during operation, i.e. in sections t ₀ ... t ₄ or t ₀ ... t ₆ (Fig. 2) for an electromagnetic nozzle with reduced friction resistance to the movement of its valve and for an electromagnetic nozzle with clogged internal channels, respectively, then the minimum V _{dyn_i is corrected} by multiplying by a correction factor ( Fig. 1) the fuel consumption of each nozzle and record these values in the non-volatile memory of the engine control microcontroller. A change in the slope of the characteristic current section toward a decrease in the valve opening time indicates that there was a decrease in the friction resistance of the valve surfaces due to wear or due to a deterioration in the elastic characteristics of the valve spring or due to a decrease in the fuel pressure at the inlet of the electromagnetic nozzle (line 2 , Fig. 2). The shift of the characteristic portion of the current, showing the moment of opening the valve of the electromagnetic nozzle towards increasing the valve opening time, indicates that the internal channels of the nozzle are clogged (line 3, Fig. 2).

Способ по п. 4 осуществляют следующим образом. При ремонте системы топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, после замены всех электромагнитных форсунок, с помощью диагностического прибора записывают в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем средний минимальный V_{дин_ср} (фиг. 1) и средний максимальный V_{ст_ср} (фиг. 1) расход установленных электромагнитных форсунок.The method according to p. 4 is as follows. When repairing the fuel supply system of an internal combustion engine, after replacing all the electromagnetic injectors, the average minimum V _{dyn_sr} (Fig. 1) and the average maximum V _{st_sr} (Fig. 1) are used to _{record the} installed electromagnetic nozzles in the non-volatile memory of the engine control microcontroller.

Способ по п. 5 осуществляют следующим образом. При ремонте системы топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, после замены электромагнитной форсунки, с помощью диагностического прибора записывают в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем минимальный V_{дин_i} и максимальный V_{ст_i} расход установленной электромагнитной форсунки.The method according to p. 5 is as follows. When repairing the fuel supply system of an internal combustion engine, after replacing the electromagnetic nozzle, the minimum V _{dyn_i} and maximum V _{st_i} flow rate of the installed electromagnetic nozzle are recorded in the non-volatile memory of the engine control microcontroller using a diagnostic tool.

Способ по п. 6 осуществляют следующим образом. Для корректировки дозирования топлива через электромагнитные форсунки в процессе эксплуатации, дополнительно измеряют период t₀…t₄ или t₀…t₅ или t₀…t₆ (фиг. 2) времени от подачи напряжения на катушку электромагнитной форсунки до момента перемещения клапана в положение открыто, которое фиксируют дополнительным датчиком измерения вибраций (акселерометром), затем измеряют период t₇…t₈ (фиг. 2) времени от момента снятия напряжения с катушки форсунки до момента посадки клапана на седло в положение закрыто, по изменениям периодов открытия t₀…t₄ или t₀…t₅ или t₀…t₆ и закрытия t₅…t₆ (фиг. 2) клапана форсунки формируют корректирующий коэффициент, с учетом которого изменяют расход топлива. Например, если время открытия клапана электромагнитной форсунки уменьшилось, вариант t₀…t₄ (фиг. 2), по сравнению с новой форсункой, у которой время открытия t₀…t₅ (фиг. 2), то уменьшают на разницу [(t₅-t₀)-(t₄-t₀)] ширину импульса впрыска топлива через электромагнитную форсунку. Если время открытия клапана электромагнитной форсунки увеличилось, вариант t₀…t₆ (фиг. 2), по сравнению с новой форсункой, у которой время открытия t₀…t₅ (фиг. 2), то увеличивают на разницу [(t₆-t₀)-(t₅-t₀)] ширину импульса впрыска топлива через электромагнитную форсунку. Если время t₇…t₈ (фиг. 2) закрытия клапана электромагнитной форсунки уменьшилось по сравнению с новой электромагнитной форсункой, то на величину этого уменьшения увеличивают ширину импульса впрыска топлива электромагнитной форсунки. Если время t₇…t₈ (фиг. 2) закрытия клапана электромагнитной форсунки увеличилось по сравнению с новой электромагнитной форсункой, то на величину этого увеличения уменьшают ширину импульса впрыска топлива электромагнитной форсунки.The method according to claim 6 is as follows. To adjust the dosage of fuel through the electromagnetic nozzles during operation, an additional measure is taken of the period t ₀ ... t ₄ or t ₀ ... t ₅ or t ₀ ... t ₆ (Fig. 2) of the time from applying voltage to the coil of the electromagnetic nozzle until the valve moves to the position is open, which is fixed an additional vibration measuring sensor (accelerometer), then measure a period t ... t ₇ ₈ (FIG. 2), time from removal of a voltage to the coil until the nozzle valve landing on the seat in the closed position, the opening periods for changes t ₀ t ₄ or t ₀ ... t ₅ or t ₆ ... t ₀ and t ₅ closing ... t ₆ (Fig. 2) of the injector valve form a correction factor, which varies with the fuel consumption. For example, if the opening time of the valve of the electromagnetic nozzle has decreased, the option t ₀ ... t ₄ (Fig. 2), compared with the new nozzle, which has an opening time t ₀ ... t ₅ (Fig. 2), then reduce by the difference [(t ₅ -t ₀ ) - (t ₄ -t ₀ )] the pulse width of the fuel injection through the electromagnetic nozzle. If the opening time of the valve of the electromagnetic nozzle has increased, the option t ₀ ... t ₆ (Fig. 2), compared with the new nozzle, which has an opening time t ₀ ... t ₅ (Fig. 2), then increase by the difference [(t ₆ - t ₀ ) - (t ₅ -t ₀ )] the pulse width of the fuel injection through the electromagnetic nozzle. If the time t ₇ ... t ₈ (Fig. 2) of closing the valve of the electromagnetic nozzle is reduced in comparison with the new electromagnetic nozzle, then the pulse width of the fuel injection of the electromagnetic nozzle is increased by the amount of this decrease. If the time t ₇ ... t ₈ (Fig. 2) of closing the valve of the electromagnetic nozzle has increased compared to the new electromagnetic nozzle, then the pulse width of the fuel injection of the electromagnetic nozzle is reduced by the amount of this increase.

Способ по п. 7 осуществляют следующим образом. При увеличении интеграла (ΔI/Δt)_i изменения тока в катушке электромагнитной форсунки по времени в период открытия ее клапана выше заданного в энергонезависимой памяти электронного блока управления двигателем порога интеграла (ΔI/Δt)_{i_порог} в периоды открытия t₁…t₄ или t₂…t₅ или t₃…t₆ (фиг. 2) или при увеличении времени открытия t₀…t₅ (фиг. 2) клапана электромагнитной форсунки выше заданного ограничения (t₀…t₅)_{ограничение}, характеризующего подклинивание или заклинивание ее клапана, прекращают подачу команд на открытие ее клапана, выключают регулирование по датчикам кислорода в отработавших газах, вырабатывают код ошибки с порядковым номером форсунки и зажигают диагностическую лампу о неисправности на панели приборов автомобиля, при этом порог интеграла (ΔI/Δt)_{i_порог} изменения тока в катушке электромагнитной форсунки по времени в период открытия ее клапана и ограничение (t₀…t₅)_{ограничение} времени открытия клапана электромагнитной форсунки записывают в энергонезависимую память микроконтроллера управления двигателем перед началом эксплуатации.The method according to p. 7 is as follows. With an increase in the integral (ΔI / Δt) _i, the current changes in the coil of the electromagnetic nozzle during the opening of its valve are higher than the integral threshold threshold (ΔI / Δt) _{i_threshold} during the opening periods t ₁ ... t ₄ or t ₂ set in the non-volatile memory of the electronic engine control unit ... t ₅ or t ₃ ... t ₆ (Fig. 2) or with an increase in the opening time t ₀ ... t ₅ (Fig. 2) of the electromagnetic nozzle valve above a predetermined limit (t ₀ ... t ₅ ) is a _restriction characterizing wedging or jamming of its valve , stop issuing commands to open its valve, turn off regulation according to the oxygen sensors in the exhaust gas, generate an error code with the serial number of the nozzle and light a diagnostic lamp about a malfunction on the vehicle dashboard, while the integral threshold (ΔI / Δt) is the _{threshold for} changing the current in the coil of the electromagnetic nozzle over time during the opening of its valve and restriction (t ₀ ... t ₅ ) the _{limitation of} the opening time of the valve of the electromagnetic nozzle is recorded in the non-volatile memory of the microcontroller of the engine control before operation.

Таким образом, изобретением усовершенствованы способ для повышения точности дозирования топлива через электромагнитный форсунки в двигатель внутреннего сгорания, в котором оптимизированы и изменено задание в программе микропроцессорного блока управления расходных характеристик электромагнитных форсунок, а также производиться их коррекция и диагностика состояния в процессе эксплуатации и ремонта транспортного средства.Thus, the invention has improved the method for increasing the accuracy of fuel metering through an electromagnetic nozzle to an internal combustion engine, in which the task in the program of the microprocessor control unit for the flow characteristics of electromagnetic nozzles is optimized and changed, as well as their correction and diagnostics are made during operation and repair of the vehicle .

Claims

1. A method of controlling an internal combustion engine, which consists in measuring the consumption characteristics of electromagnetic injectors on a non-motorized stand, depending on the pulse width of the supply voltage, followed by setting the average maximum fuel consumption from the discharge characteristic in the engine control microcontroller program at the maximum supply voltage pulse width, and the flow rate fuel through electromagnetic nozzles in the engine is calculated depending on the air flow into the engine, different t m, which additionally, in the engine control microcontroller program, set the point of the average minimum fuel consumption from the nozzle flow characteristics, with the pulse width of the supply voltage being idled at the minimum engine load, and in intermediate modes the fuel consumption through each electromagnetic nozzle to the engine is calculated along the line from average minimum to average maximum fuel consumption.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in the program of the engine control microcontroller, the minimum and maximum fuel consumption is determined from the flow characteristics of each individual electromagnetic nozzle, and the fuel consumption in each engine cylinder is calculated from the corresponding nozzle characteristic.

3. The method according to p. 1 or 2, which consists in adjusting the dosage of fuel through electromagnetic nozzles during operation, characterized in that, at a coolant temperature in the range of 10-30 ° C, when starting the engine before starting to supply fuel and at a speed motor shaft 60 min ^-1 to electromagnetic injectors sequentially supplied operating voltage pulse width for full opening of the injector valve, wherein the current response is measured over time in a coil of each electromagnetic injector by using mic the engine control controller, then using the current characteristic for the period of the voltage pulse, determine the integral of the current change over time, which is compared with the value of the same integral obtained for the new electromagnetic nozzle and recorded in the non-volatile memory of the engine control microcontroller, and the correction coefficient is calculated from the comparison results , with the help of which the minimum fuel consumption of each nozzle is adjusted and these values are recorded in the non-volatile memory of the microcontroller engine control ra.

4. The method according to p. 1 or 3, characterized in that, when repairing the fuel supply system of the internal combustion engine, after replacing all the electromagnetic injectors with the diagnostic tool, the average minimum and average maximum flow rates of the installed electromagnetic injectors are recorded in the non-volatile memory of the engine control microcontroller.

5. The method according to p. 2 or 3, characterized in that, when repairing the fuel supply system of the internal combustion engine, after replacing the electromagnetic nozzle, the minimum and maximum flow rate of the installed electromagnetic nozzle are recorded in the non-volatile memory of the engine control microcontroller.

6. The method according to p. 1 or 2, which consists in adjusting the dosage of fuel through electromagnetic nozzles during operation, characterized in that they measure the period of time from applying voltage to the coil of the electromagnetic nozzle until the valve moves to the open position, which is fixed by an additional vibration measurement sensor , then measure the period of time from the moment of stress relief from the nozzle coil to the moment the valve seats on the seat in the closed position, according to changes in the opening and closing periods of the force valve NKI form a correction factor, taking into account which fuel consumption is changed.

7. The method according to p. 3 or 6, characterized in that, when the integral of the change in current in the coil of the electromagnetic nozzle in time during the opening of its valve is higher than the specified threshold for the integral of the change in current in the coil of the electromagnetic nozzle in time during the opening of its valve or increasing the time of opening the valve of the electromagnetic nozzle above a predetermined time limit for opening the valve of the electromagnetic nozzle, stop issuing commands to open its valve, turn off the regulation of oxygen sensors gas, generate an error code with the serial number of the nozzle and light a diagnostic lamp about a malfunction on the dashboard of the car, while the threshold of the integral of the current change in the coil of the electromagnetic nozzle over time during the opening of its valve and the time limit for opening the valve of the electromagnetic nozzle are recorded in non-volatile memory of the microcontroller engine control before starting operation.