RU2752526C1 - Способ управления воздушно-топливным инжектором двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Способ управления воздушно-топливным инжектором двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2752526C1
RU2752526C1 RU2020142795A RU2020142795A RU2752526C1 RU 2752526 C1 RU2752526 C1 RU 2752526C1 RU 2020142795 A RU2020142795 A RU 2020142795A RU 2020142795 A RU2020142795 A RU 2020142795A RU 2752526 C1 RU2752526 C1 RU 2752526C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
calculating
soi
cons
setpoint
Prior art date
Application number
RU2020142795A
Other languages
English (en)
Inventor
Марек АБРАМЦЗУК
Фредерик ЖЮСТЕ
Жиль КОМА
Original Assignee
Рено С.А.С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рено С.А.С filed Critical Рено С.А.С
Application granted granted Critical
Publication of RU2752526C1 publication Critical patent/RU2752526C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F02D35/024—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure using an estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D2041/3088—Controlling fuel injection for air assisted injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04—Two-stroke combustion engines with electronic control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

Изобретение относится к области транспортных средств и, в частности, к управлению воздушно-топливным инжектором в камере сгорания двигателя, в частности двухтактного двигателя. Техническим результатом является контролирование дозировки смеси в зависимости от нагрузки и от режима двигателя, что позволяет снизить расход топлива, причем без применения датчика давления в камере сгорания. Результат достигается тем, что способ содержит: этап вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления впрыском бензина (TIF, SOF) посредством указанного инжектора, этап вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) посредством указанного инжектора, этап вычисления по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (TI, SOI) посредством указанного инжектора. Согласно изобретению, указанный этап вычисления фиксированного заданного значения управления подачей воздуха включает подэтап оценки давления сжатия (E_Pcomp) в камере сгорания, подэтап вычисления поправок для мертвых промежутков времени (E_Tm) при открывании и/или при закрывании указанного инжектора при подаче воздуха, подэтап вычисления указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (SOI, TI) в зависимости от указанного по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) и от выходных данных указанных предыдущих подэтапов (E_Tm и E_Pcomp). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области транспортных средств и, в частности, к транспортным средствам, содержащим средство прямого впрыска посредством воздушно-топливного инжектора в двигатель, в частности, в двухтактный двигатель. Оно находит свое предпочтительное применение в виде способа управления воздушно-топливным инжектором двигателя внутреннего сгорания в автотранспортном средстве, оснащенном таким двигателем.
Уровень техники
Недостатком традиционных двухтактных бензиновых двигателей, чаще применяемых на мотоциклах и на катерах, являются их КПД, расход масла и загрязняющие выбросы. Действительно, традиционный двухтактный двигатель плохо работает при низкой нагрузке по причине недостаточной продувки газообразных продуктов сгорания, присутствующих в цилиндре. В результате этого «надлежащее» сгорание происходит только один раз за каждые 2-4 оборота двигателя, то есть после нескольких циклов продувки, что приводит к образованию большого количества несгоревших газов в виде СО и НС. Действительно во время впуска через клапаны или иным путем в двигатель поступает производимая карбюратором смесь, то есть воздух и пары топлива. Сначала эта смесь собирается в кривошипной камере, затем подвергается предварительному сжатию под поршнем и, следовательно, вытесняется в сторону камеры сгорания через каналы. Здесь ее сначала используют, чтобы удалить отработавшие газы. Однако, чтобы продувка была эффективной и полной, необходимо продолжать ее, пока на выхлопе не начнет выходить свежая смесь (воздух + топливо). Это явление, называемое коротким замыканием, характеризует смесь, которая выходит через выхлоп, особенно в отсутствие условий нагрузки и скорости, для которых настроена расширительная камера. По сути дела, эта горючая смесь не участвует в создании мощности двигателя, что объясняет, почему такой двигатель глохнет на низких оборотах, и загрязняет окружающую среду. Были предложены многие усовершенствования, в частности, можно упомянуть решение самовоспламенения от сжатия, называемое также на английском языке “Homogeneous Charge Compression Ignition” (HCCI), которое дает значительный выигрыш в расходе, благодаря работе на бедной смеси, что позволяет снизить загрязнение. С другой стороны, были разработаны решения без кривошипно-камерной продувки, чтобы избежать образования смеси масло-бензин. Воздух подается через впускные отверстия при помощи компрессора в основном механического типа. Затем были изменены традиционные правила управления с целью использования большого количества остаточных отработавших газов (GBR), связанного с недостаточной продувкой камеры сгорания двухтактного двигателя, чтобы инициировать горение с самовоспламенением. Однако работа на бедной смеси требует хорошей подготовки смеси. Кроме того, прямой впрыск бензина при помощи воздуха является инжекторной технологией, которая требует точного контроля впрыскиваемых количеств в зависимости от противодавления в камере сгорания, в частности, для хорошей работы двигателя на бедной смеси, так как появляется риск перерасхода. Действительно, эти инжекторы с воздушным усилением управляются по напряжению катушки, чтобы контролировать динамичную дозировку топлива, однако недостатком этого управления, связанным с электромагнитным явлением, является появление мертвых промежутков времени (запаздывание впрыска по отношению к заданному времени), которые увеличиваются по мере сокращения продолжительности впрыска, что является причиной погрешности во впрыскиваемом количестве и выражается перерасходом, в частности, на низких оборотах. Кроме того, запаздывания впрыска появляются также по причине условий давления в цилиндре во время сжатия, в частности, в случае двухтактного двигателя с воздушно-топливным инжектором. Известное решение состоит в использовании коэффициентов усиления или линейных смещений, но этого оказывается недостаточно, чтобы контролировать впрыск смеси в реальных условиях эксплуатации, и оно приводит к перерасходу топлива, который может доходить до 220% перерасхода, к повышенному выбросу загрязняющих веществ, в частности, на холостом ходу, когда заданное время является очень коротким. Известен также документ US20070250255, в котором раскрыты датчики впрыска, расположенные непосредственно в камере сгорания, чтобы корректировать время впрыска в четырехтактном двигателе с прямым впрыском и сократить расход, загрязнение и шум. С одной стороны, это решение является дорогим, менее надежным с точки зрения долговечности и, с другой стороны, не может применяться в таком виде к двухтактным двигателям с воздушно-топливным впрыском.
Раскрытие сущности изобретения
Одна из задач изобретения состоит в преодолении по меньшей мере части недостатков, присущих известным техническим решениям, за счет разработки способа управления воздушно-топливным инжектором двигателя, в частности, двухтактного двигателя, а также создания соответствующего модуля управления и двигателя, в частности, двухтактного двигателя с воздушно-топливным впрыском, содержащего такой модуль управления.
Изобретением предложен способ управления воздушно-топливным инжектором в камере сгорания двигателя, в частности, двухтактного двигателя, при этом указанный способ содержит:
- этап вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления впрыском бензина посредством указанного инжектора,
- этап вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха посредством указанного инжектора,
- этап вычисления по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха посредством указанного инжектора,
при этом указанный этап вычисления фиксированного заданного значения управления подачей воздуха отличается тем, что включает в себя:
- подэтап оценки давления сжатия в камере сгорания,
- подэтап вычисления поправок для мертвых промежутков времени при открывании и/или при закрывании указанного инжектора при подаче воздуха в зависимости от по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха посредством указанного инжектора,
- подэтап вычисления указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха в зависимости от указанного по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха и от выходной данной указанного подэтапа вычисления поправок для мертвых промежутков времени и от выходной данной указанного подэтапа оценки давления сжатия в камере сгорания.
Благодаря изобретению, дозировку смеси контролируют в зависимости от нагрузки и от режима двигателя, что позволяет снизить расход топлива, причем без применения датчика давления в камере сгорания.
Согласно предпочтительному отличительному признаку, указанное по меньшей мере одно фиксированное заданное значение управления подачей воздуха является фиксированным значением продолжительности подачи воздуха и/или фиксированным заданным значением угла начала подачи воздуха. Этот признак позволяет вычислять скорректированные заданные значения как при открывании, так и при закрывании подачи воздуха.
Согласно другому предпочтительному отличительному признаку, указанное по меньшей мере одно заданное значение управления подачей воздуха насыщают указанным по меньшей мере одним фиксированным заданным значением управления подачей воздуха. Этот признак позволяет просто не переоценивать фиксированные заданные значения управления подачей воздуха и по сути позволяет снизить расход топлива за счет надлежащей дозировки смеси.
Согласно еще одному предпочтительному отличительному признаку, на указанном подэтапе оценки давления сжатия в качестве входной данной используют:
- результат этапа измерения давления в воздухозаборной камере датчиком, находящимся в воздухозаборной камере на выходе компрессора низкого давления и на входе камеры сгорания, и
- заданное значение угла начала подачи воздуха.
Преимуществом этого признака является возможность отказаться от использования датчика давления, находящегося в камере сгорания.
Согласно еще одному предпочтительному отличительному признаку, указанная оценка давления сжатия основана на предположении политропного сжатия, согласно которому давление сжатия оценивают в зависимости от измеренного давления в воздухозаборной камере, от мгновенного объема камеры сгорания, вычисленного в зависимости от указанного заданного значения угла начала подачи воздуха, и от политропного коэффициента, что позволяет с точностью оценить давление в камере сгорания в зависимости от реальных действующих условий.
Согласно предпочтительному отличительному признаку, указанный политропный коэффициент определяют во время отдельного этапа коррекции на двигателе, содержащем датчик давления в камере сгорания. Этот признак позволяет получить простой и надежный критерий оценки давления сгорания.
Согласно другому предпочтительному отличительному признаку, способ содержит подэтап вычисления запаздываний, связанных с противодавлением, который осуществляют при вычислении указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха и входными данными которого являются:
- результат указанного подэтапа оценки давления сжатия, и
- результат этапа измерения воздуха высокого давления датчиком, находящимся на выходе компрессора высокого давления. Этот признак позволяет учитывать противодавление на носике инжектора.
Согласно еще одному предпочтительному отличительному признаку, указанный этап вычисления запаздываний, связанных с противодавлением, включает в себя использование по меньшей мере одной таблицы или по меньшей мере одного полиномиального уравнения, входной данной которого является указанное противодавление на носике инжектора, которое является разностью между результатом указанного подэтапа оценки давления сжатия и результатом этапа измерения воздуха высокого давления, а выходной данной являются запаздывания, связанные с противодавлением, что позволяет просто и автоматически без лишних затрат времени учитывать реальные условия эксплуатации, в частности, метеорологические условия.
Объектом изобретения является также модуль управления воздушно-топливным впрыском в камере сгорания двигателя, в частности, двухтактного двигателя, содержащий:
- средство вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления впрыском бензина посредством указанного инжектора,
- средство вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха посредством указанного инжектора,
- средство вычисления по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха посредством указанного инжектора,
при этом указанное средство вычисления фиксированного заданного значения управления подачей воздуха отличается тем, что включает в себя:
- субсредство оценки давления сжатия в камере сгорания в зависимости от результата измерения датчиком давления в воздухозаборной камере, находящимся в воздухозаборной камере на выходе компрессора низкого давления и на входе камеры сгорания, и от по меньшей мере одного заданного значения управления подачей,
- субсредство вычисления поправок для мертвых промежутков времени при открывании и/или при закрывании указанного инжектора при подаче воздуха в зависимости от по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха посредством указанного инжектора,
- субсредство вычисления указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха в зависимости от указанного по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха и от результата, полученного от субсредства вычисления поправок мертвых промежутков времени, и от выходной данной указанного субсредства оценки давления сжатия в камере сгорания. Этот модуль управления имеет преимущества, аналогичные преимуществам способа.
Согласно еще одному предпочтительному отличительному признаку, указанное средство вычисления заданного значения управления подачей воздуха содержит сатуратор для насыщения по меньшей мере одним фиксированным заданным значением управления подачей воздуха. Этот признак просто позволяет не переоценивать фиксированные заданные значения управления подачей воздуха и по сути позволяет снизить расход топлива за счет надлежащей дозировки смеси.
Объектом изобретения является также двигатель, в частности, двухтактный двигатель с воздушно-топливным впрыском для автотранспортного средства, содержащий заявленный модуль управления, отличающийся тем, что содержит датчик измерения давления в воздухозаборной камере, находящийся в воздухозаборной камере на выходе компрессора низкого давления и на входе камеры сгорания, и датчик измерения воздуха высокого давления, находящийся на выходе компрессора высокого давления. Этот двигатель позволяет отказаться от датчика давления в камере сгорания и получить, таким образом, выигрыш с точки зрения стоимости, долговечности и надежности.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта осуществления со ссылками на фигуры, на которых:
на фиг. 1 показана схема двигателя в соответствии с изобретением;
на фиг. 2 показан пример блок-схемы осуществления заявленного способа.
В тексте описания выражение «по существу» означает, что допускается небольшое отклонение по отношению к определенным номинальным положению или ориентации, например, «по существу вертикальный» означает, что в рамках изобретения допускается отклонения порядка 10° по отношению к строго вертикальной ориентации. Для большей ясности идентичные или подобные элементы имеют одинаковые обозначения на всех фигурах.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 схематично показан двухтактный двигатель МОТ с однонаправленным (от английского термина “uniflow”) сквозным потоком с прямым впрыском и с клапанным воздушно-топливным инжектором Inj_Air_Ess в соответствии с изобретением. Использовано выражение «однонаправленный сквозной поток», поскольку воздушный поток проходит через цилиндр через отверстия, расположенные внизу корпуса, доходит до выпускных клапанов S_Ech, установленных в головке блока цилиндров, и вытесняет остаточные отработавшие газы. С другой стороны, предварительное смешивание воздух-бензин происходит в камере инжектора (не показана), затем смесь подается при открывании клапана предварительного смешивания в камеру сгорания двигателя во время фазы сжатия. Для получения этой смеси питание бензином высокого давления происходит при помощи бензинового насоса высокого давления Pp_Ess_HP, а питание воздухом высокого давления обеспечивается воздушным компрессором высокого давления Cp_Air_HP. Этот двигатель МОТ содержит также свечу зажигания B_All, которая отстоит от воздушно-топливного инжектора Inj_Air_Ess на угол, например, 30°, и они оба выходят в камеру сгорания Ch_Comb, в которой перемещается поршень Pi. Воздушный компрессор низкого давления Cp_Air_BP сообщается с воздухозаборной камерой Plm, которая содержит датчик давления С_Р0 и сообщается с камерой сгорания Ch_Comb через отверстие. Цикл двухтактного двигателя МОТ с однонаправленным сквозным потоком с прямым впрыском и с клапанным воздушно-топливным инжектором Inj_Air_Ess включает в себя два линейных движения поршня Pi, объединяющих операции впуска, сжатия, воспламенения и выпуска. Таким образом, осуществляется цикл двигателя за один оборот, и он раскладывается на рабочую часть, во время которой поршень Pi первоначально находится в верхней мертвой точке, свеча производит «воспламенение», а затем во время опускания поршня Pi происходит работа расширения. Во время этого опускания поршня Pi, поршень Pi открывает впускные отверстия вблизи нижней мертвой точки и, благодаря воздушному компрессору низкого давления Cp_Air_BP, воздух попадает в цилиндр. Во время подъема поршень Pi сжимает свежий воздух и выталкивает отработавшие газы через выпускные клапаны S_Ech. В случае двухтактных двигателей с однонаправленным сквозным потоком с прямым впрыском и с клапанным воздушно-топливным инжектором было установлено, что противодавление на носике инжектора увеличивает отклонения между заданным значением и реальной потребностью начала впрыска, называемого на английском языке “Start Of Injection” (SOI), и конца впрыска, называемого на английском языке “End Of Injection” (EOI), что влияет на продолжительность впрыска, называемую на английском языке “Duration Of Injection” (DOI). Действительно, это противодавление задерживает открывание клапанов предварительного смешивания и помогает их закрывать, при этом отклонения увеличиваются по мере увеличения противодавления. Это выражается в перерасходе топлива, в увеличении загрязняющих выбросов, в частности, на холостом ходу, так как заданное значение впрыска является очень коротким.
Заявленный способ осуществляется в модуле управления M_G, который управляет воздушно-топливным инжектором Inj_Air_Ess и использует на входе данные, получаемые от воздушного компрессора высокого давления Cp_Air_HP и от датчика давления С_Р0 в воздухозаборной камере.
На фиг. 2 представлен пример блок-схемы осуществления заявленного способа. Этот способ управления воздушно-топливным инжектором Inj_Air_Ess в камере сгорания Ch_Comb двухтактного двигателя содержит:
- этап вычисления (для большей ясности не показан) двух заданных значений управления впрыском бензина посредством указанного инжектора, которыми являются заданное значение продолжительности впрыска бензина и заданное значение начала впрыска бензина,
- этап вычисления двух заданных значений управления подачей воздуха посредством указанного инжектора, которыми являются заданное значение продолжительности подачи воздуха Cons_DOI и заданное значение начала подачи воздуха Cons_SOI,
- этап вычисления двух фиксированных заданных значений управления подачей воздуха посредством указанного инжектора, которыми являются фиксированное заданное значение продолжительности подачи воздуха ТI и фиксированное заданное значение начала подачи воздуха SOI.
Этот этап вычисления фиксированных заданных значений TI, SOI управления подачей воздуха включает в себя:
- подэтап E_Pcomp оценки давления сжатия в камере сгорания Ch_Comb,
- подэтап вычисления E_Tm поправок для мертвых промежутков времени при открывании и/или при закрывании клапана предварительного смешивания воздушно-топливного инжектора при подаче воздуха в зависимости от заданного значения начала подачи воздуха Cons_SOI,
- подэтап вычисления каждого фиксированного заданного значения SOI, TI управления подачей воздуха в зависимости от соответствующего заданного значения управления подачей воздуха Cons_SOI, Cons_DOI и от выходной данной указанного подэтапа E_Tm вычисления поправок для мертвых промежутков времени и от выходной данной указанного подэтапа E_Pcomp оценки давления сжатия в камере сгорания Ch_Comb. То, что обозначают фиксированным SOI, TOI или не фиксированным Cons-SOI, Cons_DOI заданным значением управления подачей воздуха является фиксированное или не фиксированное заданное значение продолжительности подачи воздуха TOI, Cons_DOI и/или фиксированное или не фиксированное заданное значение угла начала подачи воздуха SOI, Cons-SOI.
В частности, на указанном подэтапе E_Pcomp оценки давления сжатия в качестве входной данной используют:
- результат этапа измерения давления Р0 в воздухозаборной камере датчиком С_Р0, находящимся в воздухозаборной камере Plm на выходе компрессора низкого давления Cp-Air-BP и на входе камеры сгорания Ch_Comb, и
- заданное значение угла начала подачи воздуха Cons_SOI.
Действительно, чтобы узнать противодавление на носике инжектора Inj_Air_Ess, то есть на уровне клапана предварительного смешивания, который выходит на камеру сгорания Ch_Comb, необходимо вычислить разность между давлением сжатия Pcomp в камере сгорания и давлением РНР на входе клапана предварительного смешивания, причем это значение давления РНР известно, его измеряют при помощи датчика давления, находящегося на выходе воздушного компрессора высокого давления Cp_Air_HP. Следовательно, остается оценить давление сжатия Pcomp в камере сгорания в реальном времени, для чего используют критерий оценки, основанный на предположении политропного сжатия, в соответствии с которым оценочное давление сжатия Pcomp зависит от:
- измеренного давления Р0 в воздухозаборной камере,
- объема Vi камеры сгорания в момент t, вычисленного в зависимости от угла поворота коленчатого вала,
- удельного объема цилиндра Cylindrée,
- заданного значения начала подачи воздуха Cons_SOI, и
- коэффициента κ политропы.
Используют следующее уравнение:
Figure 00000001
Следовательно,
Figure 00000002
где:
Vi = Vмертв + 0,25 × π × Диаметр2 × Si
где Si является величиной перемещения поршня, полученной при помощи формулы:
Figure 00000003
где:
R = Ход/2 (радиус кривошипа)
L = Длина шатуна
α = угол поворота коленчатого вала.
Коэффициент κ политропы определяют отдельно во время отдельного этапа коррекции на двигателе, содержащем датчик давления в камере сгорания. Действительно, этот отдельный этап является этапом доводки, который осуществляют заранее и который позволяет определить значения коэффициента κ политропы в зависимости от условий давления в воздухозаборной камере, используя одинаковое уравнение и измеряя различные давления в воздухозаборной камере и давления сжатия при помощи датчиков во время сжатия до воспламенения. Благодаря этому этапу, критерий оценки давления сжатия Pcomp является простым и включает в себя либо создание таблицы, либо полиномиальное уравнение со следующими входными данными:
- результат этапа измерения давления Р0 в воздухозаборной камере датчиком давления С_Р0, находящимся в воздухозаборной камере Plm на выходе компрессора низкого давления Cp-Air-BP и на входе камеры сгорания Ch_Comb, и
- заданное значение угла начала подачи воздуха Cons-SOI в углах поворота коленчатого вала.
После этого можно вычислить противодавление на носике инжектора Inj_Air_Ess, вычисляя разность между оценочным давлением сжатия Pcomp и измеренным давлением воздуха высокого давления РНР. Эти переменные используют на подэтапе E_offset вычисления запаздываний открывания и закрывания клапана предварительного смешивания воздушно-топливного инжектора, причем эти запаздывания связаны с противодавлением, которое используют при вычислении фиксированного заданного значения управления подачей воздуха TI, SOI. Подэтап E_offset вычисления запаздываний включает в себя использование по меньшей мере одной таблицы или по меньшей мере одного полиномиального уравнения, входной данной которых является указанное противодавление, которое является результатом вычитания измеренного давления воздуха высокого давления РНР из оценочного давления сжатия Pcomp. Предпочтительно речь идет о таблицах поправок противодавления, в которых приведены поправки опережения открывания и поправки запаздывания закрывания, поскольку чем больше противодавление (Pcomp/PHP), тем больше запаздывает открывание и тем больше опережение закрывания. Следовательно, предпочтительно выходными данными являются угловое опережение открывания offset_SOI в углах поворота коленчатого вала и поправочное время продолжительности открывания offset_TI в микросекундах. В варианте эти значения могут быть сохранены в виде многочлена, так как соответствующие кривые являются полиномиальными.
Последний подэтап, необходимый для вычисления фиксированных заданных значений, является подэтапом вычисления E_Tm поправок мертвых промежутков времени при открывании Tempsmort_ouverture и при закрывании Tempsmort_fermeture клапана предварительного смешивания воздушно-топливного инжектора в зависимости от заданного значения начала подачи воздуха Cons_SOI. Эти значения поправок мертвых промежутков времени при открывании Tempsmort_ouverture и при закрывании Tempsmort_fermeture клапана предварительного смешивания воздушно-топливного инжектора тоже сохраняют в виде таблиц или в полиномиальном виде, при этом поправки являются линейными в зависимости от режима работы двигателя.
Как и в предыдущем случае предпочтительно выбирают табулированную форму, то есть форму таблицы, так как это обеспечивает простое и легкое сохранение и не требует вычислительных ресурсов. Действительно, этот способ осуществляют в модуле управления, предпочтительно принадлежащем вычислительному устройству двигателя, который уже управляет многочисленными функциями.
Таким образом, имеются в наличии все входные переменные для осуществления вычисления фиксированных заданных значений. Так:
SOI [°] = Cons_SOI [°] + Tempsmort_ouverture [°] + offset_SOI [°]
TI [мкс] = Cons_DOI [мкс] + Tempsmort_ouverture [мкс] - Tempsmort_fermeture [мкс] + offset_TI [мкс]
В варианте заданное значение управления подачей воздуха Cons_SOI, Cons_DOI насыщают указанным по меньшей мере одним фиксированным заданным значением управления подачей воздуха TI, SOI. В этом случае не производят замену на фиксированное значение, а осуществляют насыщение фиксированным значением.
Изобретение не ограничительно можно применять для автотранспортного средства c двухтактным двигателем с воздушно-топливным впрыском, оснащенного описанным выше модулем управления, содержащим датчик измерения давления воздухозаборной камеры, находящийся в воздухозаборной камере на выходе компрессора низкого давления и на входе камеры сгорания, и датчик измерения воздуха высокого давления, находящийся на выходе компрессора высокого давления. Этот двигатель позволяет отказаться от датчика давления в камере сгорания и получить выигрыш в надежности и в долговечности с одновременным контролем дозировки смеси.
Изобретение было описано для двухтактного двигателя, но это не является ограничением, и изобретение можно применять для любого двигателя внутреннего сгорания, например, такого как четырехтактный двигатель.
Заявленное изобретение относится к способу управления воздушно-топливным впрыском в камеру сгорания двигателя, не имеющего датчика давления в указанной камере сгорания, а также к модулю управления воздушно-топливным впрыском в камеру сгорания двигателя, не имеющего датчика давления в указанной камере сгорания.

Claims (28)

1. Способ управления воздушно-топливным инжектором (Inj_Air_Ess) для управления воздушно-топливным впрыском в камеру сгорания (Ch_Comb) двигателя (МОТ), в частности двухтактного двигателя, при этом указанный способ содержит:
- этап вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления впрыском бензина (TIF, SOF) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
- этап вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
- этап вычисления по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (TI, SOI) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
отличающийся тем, что указанный этап вычисления фиксированного заданного значения управления подачей воздуха включает в себя:
- подэтап оценки давления сжатия (E_Pcomp) в камере сгорания (Ch_Comb),
- подэтап вычисления поправок для мертвых промежутков времени (E_Tm) при открывании и/или при закрывании указанного инжектора при подаче воздуха в зависимости от по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_DOI) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
- подэтап вычисления указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (SOI, TI) в зависимости от указанного по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) и от выходной данной указанного подэтапа (E_Tm) вычисления поправок для мертвых промежутков времени и от выходной данной указанного подэтапа (E_Pcomp) оценки давления сжатия в камере сгорания (Ch_Comb).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно фиксированное заданное значение (SOI, TOI) управления подачей воздуха является фиксированным значением продолжительности подачи воздуха (TOI) и/или фиксированным заданным значением угла начала подачи воздуха (SOI).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно заданное значение управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) насыщают указанным по меньшей мере одним фиксированным заданным значением управления подачей воздуха (TI, SOI).
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что на указанном подэтапе (E_Pcomp) оценки давления сжатия в качестве входной данной используют:
- результат этапа измерения давления (Р0) в воздухозаборной камере датчиком (C_P0), находящимся в воздухозаборной камере (Plm) на выходе компрессора низкого давления (Cp_Air_BP) и на входе камеры сгорания (Ch_Comb), и
- заданное значение угла начала подачи воздуха (Cons_SOI).
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная оценка давления сжатия основана на предположении политропного сжатия, согласно которому давление сжатия (Pcomp) зависит от измеренного давления (Р0) в воздухозаборной камере, от мгновенного объема (Vi) камеры сгорания, вычисленного в зависимости от указанного заданного значения угла начала подачи воздуха (Cons_SOI), и от коэффициента (κ) политропы.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанный коэффициент (κ) политропы определяют во время отдельного этапа коррекции на двигателе, содержащем датчик давления в камере сгорания.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что содержит подэтап (E_offset) вычисления запаздываний, связанных с противодавлением, который осуществляют при вычислении указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (TI, SOI) и входными данными которого являются:
- результат указанного подэтапа (E_Pcomp) оценки давления сжатия, и
- результат этапа измерения воздуха высокого давления (PHP) датчиком, находящимся на выходе компрессора высокого давления (Cp_Air_HP).
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанный подэтап (E_offset) вычисления запаздываний, связанных с противодавлением, включает в себя использование по меньшей мере одной таблицы или по меньшей мере одного полиномиального уравнения, входной данной которых является указанное противодавление на носике инжектора, которое является разностью между результатом указанного подэтапа (E_Pcomp) оценки давления сжатия и результатом этапа измерения воздуха высокого давления (РНР), а выходной данной являются запаздывания, связанные с противодавлением.
9. Модуль управления (M_G) воздушно-топливным впрыском в камеру сгорания (Ch_Comb) двигателя (МОТ), в частности двухтактного двигателя, содержащий:
- средство вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления впрыском бензина (TIF, SOF) посредством воздушно-топливного инжектора (Inj_Air_Ess),
- средство вычисления по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
- средство вычисления по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (TI, SOI) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
отличающийся тем, что указанное средство вычисления фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (TI, SOI) содержит:
- субсредство оценки давления сжатия в камере сгорания (Ch_Comb) в зависимости от результата измерения датчиком давления (С_Р0) в воздухозаборной камере, находящимся в воздухозаборной камере (Plm) на выходе компрессора низкого давления (CP_Air_BP) и на входе камеры сгорания (Ch_Comb), и от по меньшей мере одного заданного значения управления подачей (Cons_SOI),
- субсредство вычисления поправок для мертвых промежутков времени при открывании и/или при закрывании указанного инжектора (Inj_Air_Ess) при подаче воздуха в зависимости от по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_DOI) посредством указанного инжектора (Inj_Air_Ess),
- субсредство вычисления указанного по меньшей мере одного фиксированного заданного значения управления подачей воздуха (TI, SOI) в зависимости от указанного по меньшей мере одного заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) и от результата, полученного от субсредства вычисления поправок мертвых промежутков времени, и от выходной данной указанного субсредства оценки давления сжатия в камере сгорания (Ch_Comb).
10. Модуль управления (M_G) по п. 9, отличающийся тем, что указанное средство вычисления заданного значения управления подачей воздуха (Cons_SOI, Cons_DOI) содержит сатуратор для насыщения по меньшей мере одним фиксированным заданным значением управления подачей воздуха (TI, SOI).
RU2020142795A 2018-06-04 2019-04-25 Способ управления воздушно-топливным инжектором двигателя внутреннего сгорания RU2752526C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1854811A FR3081934B1 (fr) 2018-06-04 2018-06-04 Procede de commande d'injecteur air-essence d'un moteur a combustion interne
FR1854811 2018-06-04
PCT/EP2019/060623 WO2019233675A1 (fr) 2018-06-04 2019-04-25 Procede de commande d'injecteur air-essence d'un moteur a combustion interne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752526C1 true RU2752526C1 (ru) 2021-07-30

Family

ID=62952140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142795A RU2752526C1 (ru) 2018-06-04 2019-04-25 Способ управления воздушно-топливным инжектором двигателя внутреннего сгорания

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3803088A1 (ru)
CN (1) CN112654777B (ru)
FR (1) FR3081934B1 (ru)
RU (1) RU2752526C1 (ru)
WO (1) WO2019233675A1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020195086A1 (en) * 1997-12-16 2002-12-26 Beck N. John Cylinder pressure based optimization control for compression ignition engines
WO2006015929A1 (de) * 2004-08-05 2006-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
US7007664B2 (en) * 2003-10-31 2006-03-07 Denso Corporation Fuel injection control system of internal combustion engine
EP1555418B1 (en) * 2004-01-16 2006-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection control device for internal combustion engine
JP3798741B2 (ja) * 2002-09-09 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
EP2923057A1 (en) * 2012-11-21 2015-09-30 Westport Power Inc. Fuel injector calibration and trimming
RU2633208C1 (ru) * 2013-11-14 2017-10-11 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Контроллер для двигателя внутреннего сгорания

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221649A (ja) * 1989-02-22 1990-09-04 Yamaha Motor Co Ltd 燃料噴射装置
JP4221574B2 (ja) * 2003-02-20 2009-02-12 株式会社デンソー 燃料噴射システム
US7418336B2 (en) 2006-04-24 2008-08-26 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for internal combustion engine control using pressure ratios
DE102010038779A1 (de) * 2010-08-02 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Brennräumen und Brennkraftmaschine mit mehreren Brennräumen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020195086A1 (en) * 1997-12-16 2002-12-26 Beck N. John Cylinder pressure based optimization control for compression ignition engines
JP3798741B2 (ja) * 2002-09-09 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
US7007664B2 (en) * 2003-10-31 2006-03-07 Denso Corporation Fuel injection control system of internal combustion engine
EP1555418B1 (en) * 2004-01-16 2006-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection control device for internal combustion engine
WO2006015929A1 (de) * 2004-08-05 2006-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
EP2923057A1 (en) * 2012-11-21 2015-09-30 Westport Power Inc. Fuel injector calibration and trimming
RU2633208C1 (ru) * 2013-11-14 2017-10-11 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Контроллер для двигателя внутреннего сгорания

Also Published As

Publication number Publication date
CN112654777B (zh) 2023-04-28
FR3081934B1 (fr) 2020-05-08
FR3081934A1 (fr) 2019-12-06
CN112654777A (zh) 2021-04-13
WO2019233675A1 (fr) 2019-12-12
EP3803088A1 (fr) 2021-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5786679B2 (ja) 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
US7628013B2 (en) Control device of charge compression ignition-type internal combustion engine
JPH051837U (ja) 筒内直噴式エンジンの燃料噴射制御装置
JPH033933A (ja) ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置
RU2719752C2 (ru) Способ для двигателя (варианты) и топливная система для двигателя внутреннего сгорания
RU2718392C2 (ru) Способ (варианты) и система для двойного впрыска топлива
RU2710144C2 (ru) Способ (варианты) и система для подачи топлива в двигатель
JP2009062862A (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
WO2018096986A1 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4670888B2 (ja) 内燃機関用燃料のアルコール濃度対応値取得装置
RU2752526C1 (ru) Способ управления воздушно-топливным инжектором двигателя внутреннего сгорания
JPH04370343A (ja) ２サイクルエンジンのアイドル回転数制御装置
JPH1136935A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JP5703341B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP7171531B2 (ja) 燃料噴射制御装置
JP2010019108A (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
CN110925112B (zh) 摩托车发动机的起动工况燃油喷射控制方法、装置及系统
RU2667573C1 (ru) Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
JPH10131786A (ja) 直噴式火花点火エンジンの燃料噴射装置
JP3873500B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関
JPH05149168A (ja) 筒内直噴式エンジンの燃圧制御装置
JP2005090325A (ja) 燃料噴射量制御装置
JP2015151977A (ja) 筒内燃料噴射式内燃機関の制御装置
JP7111674B2 (ja) 燃料噴射制御装置
RU2670611C9 (ru) Устройство управления для двигателей внутреннего сгорания