專利名稱:確定內(nèi)燃機(jī)噴射器實(shí)際偏移量的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及確定內(nèi)燃機(jī)噴射器實(shí)際偏移量的方法。
背景技術(shù):
所有的汽車內(nèi)燃機(jī)都采用電子噴射將燃料送入汽缸,因?yàn)殡娮訃娚淇梢詷O其精 確地計(jì)量燃料,因此,可以獲得最佳燃燒效果,最大限度地?cái)嘭等剂舷暮蜔o(wú)用污 染物質(zhì)的產(chǎn)生。
要驅(qū)動(dòng)噴射器就要了解噴射器的噴射特性,如果給定需要噴射燃料的數(shù)量,噴 射器的電控單元就能確定噴射時(shí)間,即噴射器必須保持打開(kāi)的時(shí)間。換句話說(shuō),燃 燒的控制算法決定了所需要的噴射量,以獲得最佳燃燒效果,因此,噴射時(shí)間(即 噴射器保持打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間)決定了需要噴射的燃料數(shù)量,該時(shí)間由噴射器的噴射 特性來(lái)決定。
在燃料噴射器中,將噴射時(shí)間與燃料噴射量相關(guān)聯(lián)的函數(shù)基本上都是線性的(即
圖2中由線表示的笛卡兒平面(Cartesian plane)),且由偏移量T。^和增益值G來(lái) 描述;換句話說(shuō),將噴射時(shí)間與燃料數(shù)量相關(guān)聯(lián)的函數(shù)是由如下公式表示的
Thj二 G * Qjnj + T。^et
Thj —噴射時(shí)間 Qmj -噴射燃料數(shù)量 G -增益值 T。fto -偏移量
噴射器的偏移量不是恒定的,而是取決于通過(guò)噴射器的壓力差以及蓄電池電壓 (即噴射器的動(dòng)力電壓);為此,根據(jù)通過(guò)噴射器的壓力差和蓄電池電壓而提供偏移 量的各矢量,M常存儲(chǔ)在電控單元內(nèi)。噴射器的增益值也不是疸定的,而是取決于 ffl31噴射器的壓力差;所以,根據(jù)通過(guò)噴射器的壓力差而提供增益值的矢量就通常 存儲(chǔ)在噴射器的電控單元內(nèi)。
關(guān)于汽車內(nèi)燃才幾污染排放的國(guó)際禾示準(zhǔn)'^# 越嚴(yán)格,艮P,規(guī)定的污染排方力K 平鵬越低。為了最大限度地限制燃燒期間無(wú)用污鄉(xiāng)質(zhì)的產(chǎn)生,實(shí)際噴射的燃料
5數(shù)量需要與所期望的燃料噴射量盡可能接近,因此,噴射器的實(shí)際(即真實(shí))噴射 特性需要盡可能與噴射器的標(biāo)稱(g卩設(shè)計(jì))特性盡可能接近。也就是說(shuō),必須限制 由于噴射器的老化而出現(xiàn)的生產(chǎn)公差(與制造和材料公差相關(guān))和性能偏離。
例如,目前市場(chǎng)上已有的優(yōu)質(zhì)燃料噴射器的公差范圍相對(duì)于標(biāo)稱值大約為5%, 預(yù)計(jì)未來(lái)相對(duì)于標(biāo)稱值需要制造的噴射器的公差大約為3%。
通常,通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)、材料和成品檢查,來(lái)降低生產(chǎn)時(shí)的公差和減輕老化; 然而,由于必需的SA和成品檢查期間部件淘汰率的增加,所有這對(duì)淑去都會(huì)弓跑 制造成本的大幅度增加。
專利申請(qǐng)WO2005008050介紹了估算內(nèi)燃機(jī)內(nèi)每個(gè)噴射器的實(shí)際(即真實(shí))噴
射特性,以便能夠使用每個(gè)噴射器的相應(yīng)實(shí)際噴射特性(而輛示稱噴射特性);按照
這種方式,可以補(bǔ)償生產(chǎn)公差和由于噴射器老化所帶來(lái)的性能偏差。
為了估算旨噴射器的實(shí)際(即真實(shí))噴射特性,專利申請(qǐng)WO2005008050Al 建議等到內(nèi)燃機(jī)以穩(wěn)定速率運(yùn)行時(shí)(此時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和輸出功率是恒定的)進(jìn)行, 然后對(duì)單次噴射輸送的一定數(shù)量的燃料和數(shù)次后續(xù)子噴射輸入的相同數(shù)量燃料的燃 燒的某^f寺性進(jìn)行比較。換句話說(shuō),在恒定速率下,只有在每個(gè)噴射器的實(shí)際(即 真實(shí))噴射特性與標(biāo)稱噴射特性相同,在單次噴射或在數(shù)次后續(xù)子噴射中輸送相同 數(shù)量的燃料才不會(huì)X寸燃燒產(chǎn)生影響;另一方面,如果*噴射器的實(shí)際(即真實(shí)) 噴射特性不同于標(biāo)稱噴射特性,那么在單次噴射或在數(shù)次后續(xù)子噴射輸送相同數(shù)量 的燃料就會(huì)產(chǎn)生燃燒差,這樣,通微測(cè)和分析該差值,就可以確定實(shí)際噴射特性 和標(biāo)稱噴射特性之間的偏差。
然而,專利申請(qǐng)WO2005008050Al所建議的計(jì)算方法,即M在單次噴射或在 數(shù)次后續(xù)子噴射中輸送相同數(shù)量的燃料來(lái)確定和分析燃燒差是很不可靠的,至少是 不精確的;換句話說(shuō),這種計(jì)算方法無(wú)齒古算噴射器的實(shí)際噴射特性,精度低于噴 射器本身的制造公差(g卩,估算體高于噴射器制造商所保證的結(jié)構(gòu)體,這會(huì)影 響其估算結(jié)果),為此,這種計(jì)算方法實(shí)際上是無(wú)意義的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種確定內(nèi)燃機(jī)噴射器的實(shí)際偏移量的方法,該方法實(shí)施 簡(jiǎn)單方便,經(jīng)濟(jì)有效,而且特別是,能夠以高于噴射器本身審隨公差的精度來(lái)估算 噴身寸器的實(shí)際偏移量。根據(jù)本發(fā)明,提供了一種領(lǐng)糧內(nèi)燃機(jī)噴射器實(shí)際偏移量的方法;該方飽括如 下步驟
以穩(wěn)定速率確定噴射器的目標(biāo)噴射時(shí)間;
驅(qū)動(dòng)噴射器執(zhí)行單次噴射,該單次噴射持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間; 隨后,驅(qū)動(dòng)噴射器執(zhí)行n次后續(xù)子噴射;
根據(jù)執(zhí)行單次噴射和執(zhí)行n次子噴射之間的燃燒差,確定噴射器的實(shí)際偏移量; 該方法的特征在于,每個(gè)n次子噴射的持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間的n分之一。
下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明,附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,但本發(fā)明并不僅 限于該實(shí)施例,附圖如下
-圖1為設(shè)有電控單元的內(nèi)燃機(jī)的示意圖,所示電控單元執(zhí)行本發(fā)明的估算方
法;
一圖2為圖1所示內(nèi)燃機(jī)噴射器的噴射特性的笛卡爾平面表示-圖3為在噴射器實(shí)際噴射特性識(shí)別期間,圖1所示內(nèi)燃機(jī)噴射器的驅(qū)動(dòng)模
式;
-圖4為在噴射器實(shí)際噴射特性的實(shí)驗(yàn)識(shí)別期間所測(cè)的廢氣滴定率。
具體實(shí)施例方式
在圖1中,數(shù)字1 ^內(nèi)燃機(jī)整體,該內(nèi)燃機(jī)由渦輪增壓器增壓系,行增壓。
內(nèi)燃機(jī)i包括四個(gè)氣缸2,每^PtftiM;至少一個(gè)相應(yīng)的進(jìn)氣閥(圖中未示)
連接到進(jìn)氣歧管3上,并通過(guò)至少一個(gè)相應(yīng)的排氣閥(圖中未示)連接至頓夂氣歧管 4上。燃料經(jīng)由與氣缸2本身相連的相應(yīng)噴射器5噴射到每個(gè)氣缸2內(nèi)。
進(jìn)氣歧管4通皿氣管6接收M空氣(g卩,來(lái)自外部環(huán)境的空氣),進(jìn)氣管6 上設(shè)有空氣清潔器7,空氣流量可通過(guò)蝶形閥8調(diào)節(jié)。皿氣管6上設(shè)置有對(duì)吸入 空氣進(jìn)行冷卻的中間冷去職9。排氣管10連接至鵬汽歧管4上,該排氣管用來(lái)將燃 ^^f產(chǎn)生的廢氣輸送到排氣系統(tǒng),后者將燃^^f產(chǎn)生的氣體排放到大氣中,排氣系 ^ffl常包括至少一個(gè)催化器11和設(shè)在催化器11下游的至少一個(gè)消音器(圖中未示)。
內(nèi)燃機(jī)1的增壓系統(tǒng)包括設(shè)有渦輪13的增壓器12和壓縮機(jī)14,該渦輪13沿 排氣管10體以在氣缸2排出的廢氣的作用下高速旋轉(zhuǎn);該壓縮機(jī)14 、微氣管6設(shè)置,并機(jī)械連接到渦輪13上,從而可以由渦輪13帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng),并可提高進(jìn)Ait 氣管6內(nèi)的空氣的壓力。
沿排氣管10設(shè)有一個(gè)旁通管15,該旁通管并fi^接至鵬輪13上,以便顯雜 接在渦輪13上游和下游的管路端部情況;沿旁通管15,設(shè)置有一個(gè)廢氣閥門(mén)16, 用來(lái)調(diào)節(jié)流經(jīng)旁通管15的廢氣的流量,該閥門(mén)由執(zhí)行器17驅(qū)動(dòng)。^氣管6,設(shè) 有旁通管18,該旁通管并fi^接到壓縮機(jī)14上,以便顯g接在壓縮機(jī)14上游和 下游處的管路端部情況;沿旁通管18設(shè)置有一個(gè)Poff閥19,該閥用來(lái)調(diào)節(jié)流經(jīng)旁 通管18的新鮮空氣的流量,由執(zhí)行器20驅(qū)動(dòng)。
內(nèi)燃機(jī)1由電控單元21控制,后者控制內(nèi)燃機(jī)1所有部件的工作,其中包括噴 射器5。具體來(lái)講,電控單元21連接到位于催化器(catalyzer) 11上游的氧傳, (lambdaprobe) 22和設(shè)置在催化器11下游的氧傳,23。氧傳感器22和23可以 是敏斷(開(kāi)關(guān))式,也可以是線性的(即UEGO型);在兩種情況下,(分別通過(guò) 文獻(xiàn)資料中已知的估計(jì)算法或者通過(guò)直接測(cè)量)可以確定催化器11上游和下游的廢 氣的滴定率。如果氧傳感器22影l(fā)/斷(開(kāi)關(guān))式,那么不用估算催化器ll上游的 廢氣滴定率,而是可以估算催化器ll上游廢氣滴定率的百分比變f七情況,以用于下 述目的,因?yàn)閷?duì)廢氣滴定率百分比變化的估算更為準(zhǔn)確;這種情況下,廢氣滴定率 的百分比變化直接來(lái)自于滴定率控制變量的百分比變化瞎況,顯然,其前提是這種 變量值的可能的適應(yīng)性方案被禁止。
噴射器5的噴射特性儲(chǔ)存在電控單元21的存儲(chǔ)器內(nèi),給定噴射燃料的期望數(shù)量
電控單元21可確定每個(gè)噴射器5的噴油時(shí)間Tinj,即使噴射器5保持打開(kāi)的時(shí)
間。換而言之,電控單元21內(nèi)所執(zhí)行的燃燒控制算法決定噴射燃料的期望數(shù)量Qinj, 以達(dá)到最佳燃燒,因此,使噴射燃料噴射期纖量Qinj的噴射時(shí)間、(即噴射器保
持打開(kāi)的時(shí)間)是根據(jù)每個(gè)噴射器5的噴射特性決定的。
在*噴射器5中,將噴射時(shí)間與噴射燃料數(shù)量相關(guān)聯(lián)的函數(shù)是線性的(即圖 2中笛卡兒平面(Cartesian plane)上所表示的線),并由偏移量T。ffiet和增益值G來(lái) 描述;換句話,將噴射時(shí)間與燃料數(shù)量相關(guān)聯(lián)的函數(shù)由如下公式來(lái)表示
Lj 噴射時(shí)間
Qmj 噴射燃料數(shù)量
G 增益值T幽 偏移量
*噴射器5的偏移量T。^不是恒定的,而是取決Til過(guò)噴射器5的壓力差和
蓄電池電壓(即噴射器5的動(dòng)力電壓);為此,根據(jù)通過(guò)噴射器5的壓力差和蓄電池
電壓而提供的偏移量丁。^的各矢量通常 {諸在電控單元21內(nèi)。每個(gè)噴射器5的
增益值G不是恒定的,而是取決于通過(guò)噴射器5的壓力差;為此,根據(jù)通過(guò)噴射器
5的壓力差而提供增益值G的矢量也存儲(chǔ)在電控單元21內(nèi)。
噴射器5的標(biāo)稱噴射(即設(shè)計(jì))特性一開(kāi)始(即在內(nèi)燃t腿配結(jié)束時(shí))就存儲(chǔ) 在電控單元21內(nèi);然而,每個(gè)噴射器5的實(shí)際(即真實(shí))噴|#寺性可以在一定禾號(hào) 上不同于制造公差范圍內(nèi)的標(biāo)稱噴射特性(目前不低于5%)。能估算每個(gè)噴射器5 的相應(yīng)實(shí)際噴射特性的辨識(shí)方案,器誤差范圍低于帝隨公差,該辨識(shí)方案由電控單 元21來(lái)執(zhí)行;因此,在內(nèi)燃機(jī)l正常工作期間,電控單元1定期執(zhí)行該辨識(shí)方案, 以估算每個(gè)噴射器5的實(shí)際噴射特性。
下面介紹為估算每個(gè)噴射器5的實(shí)際噴射特性而在電控單元21內(nèi)執(zhí)行的辨識(shí)方案。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)l按穩(wěn)定速率運(yùn)行時(shí),艮P,當(dāng)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)和輸出功率度定時(shí),而且,吸 入空氣流速和噴射燃料數(shù)量都為恒定時(shí),可以執(zhí),諒種辨識(shí)方案,以估算齡噴射 器5的實(shí)際噴射特性。在穩(wěn)定速率運(yùn)1亍期間,辨識(shí)方案包括執(zhí)行時(shí)間為T(mén)hj的單次 噴射,隨之接著立即執(zhí)行n次后續(xù)子噴射,旨子噴射的持續(xù)時(shí)間為T(mén)in/n;通過(guò)使 用后續(xù)子噴射(而非單次噴射)來(lái)確定和分析燃燒差,就能確定每個(gè)噴射器5的實(shí) 際噴射特性。值得指出的是,每次只能為一個(gè)噴射器5進(jìn)行實(shí)際噴射特性的估算; 即,只驅(qū)動(dòng)在試驗(yàn)中的噴射器5 (簡(jiǎn)稱i微噴射器5)進(jìn)行n次后續(xù)子噴射,每付 噴射的持續(xù)時(shí)間為T(mén)in/r^與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)所有其它噴射器5皿行單次噴射,其持
續(xù)時(shí)間為T(mén);nj。
圖3示出了上述噴身抖莫式,很顯然,驅(qū)動(dòng)其中的試驗(yàn)噴射器5進(jìn)行后續(xù)子噴射, 每次子噴射的持續(xù)時(shí)間為T(mén)inj-n (等于Tin/n),四次(n4),與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)另外三 個(gè)噴射器進(jìn)行單次噴射,其持續(xù)時(shí)間為^j。值得指出的是,每個(gè)子噴射的噴射時(shí)間
T一恰好是單次噴射的噴射時(shí)間Tinj的四分之一。換句話說(shuō),這種情況可以通過(guò)下
面公式來(lái)說(shuō)明Ti『G氺Qinj + T。fet [3]Tinj—n = Tinj/n[4]Tinj-n — G * Cinj-n + T0fsetQinj =( Tjnj - Tofet)/ G
問(wèn)Qinj-n —(Tlnj-n - T。ffget)/ G
T單次噴射的噴射時(shí)間
Qinj單次噴射期間噴射的燃料數(shù)量
n子噴射次數(shù)
T每個(gè)子噴射的噴射時(shí)間
Qinj-n每個(gè)子噴射期間噴射的燃料數(shù):
G增益值
T。ffeet偏移量
子噴射的 Mt n可以不太高,因?yàn)槊總€(gè)子噴射的燃料時(shí)間T咖需要足夠高于偏 移量T。觸,因?yàn)楫?dāng)齡子噴射的燃料時(shí)間T咖太接近偏移量T。^時(shí),噴射器5的 非線性現(xiàn)象所導(dǎo)致的隨機(jī)誤差會(huì)變得與之相關(guān)。
假設(shè)每個(gè)汽缸所吸入的空氣量qa保持疸定(如果流量是穩(wěn)定的,該假設(shè)有效), 通過(guò)執(zhí)行單次噴射和通過(guò)數(shù)次子噴射的試驗(yàn)汽缸2內(nèi)的廢氣滴定率可通過(guò)下列公式 給出 一Qa/ (AFs*Qini) [8] X2 = QA/ (AFS * Qini_n * n)
^ 執(zhí)行單次噴射的試驗(yàn)汽缸2 (即與試驗(yàn)噴射器5相關(guān)的汽缸2)內(nèi)的廢氣 滴定率;
X2 執(zhí)行數(shù)次子噴射的試驗(yàn)汽缸2 (即與試驗(yàn)噴射器5相關(guān)的汽缸2)內(nèi)的廢 氣滴定率;
QA每個(gè)汽缸2吸入的空氣量QA;
Qnj單次噴射期間噴射的燃料數(shù)量; n 子噴射次數(shù);
Q一每個(gè)子噴射期間的噴射燃料數(shù)量
通過(guò)使用上述公式以及應(yīng)用簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)步驟,可以獲得如下公式[9]
義2 — ;i, — (" — i)-r
t —w .— r
(義2_義,)
w — 1 + w
(義2- A,)
、執(zhí)行單次噴射的試驗(yàn)汽缸2 (即與試驗(yàn)噴射器5相關(guān)的汽缸2 )內(nèi)的廢氣滴 定率;
、執(zhí)行數(shù)次子噴射的試驗(yàn)汽缸2 (即與試驗(yàn)噴射器5相關(guān)的汽缸2)內(nèi)的iTt 滴定率;
n子噴射的次數(shù);
單次噴射的噴射時(shí)間; T淑 偏禾多量。
用于獲得每個(gè)噴射器5實(shí)際偏移量T自的上述公式[IO提有效的,但要求了解 試驗(yàn)汽缸2的廢氣滴定率,艮口,在汽缸2內(nèi)接收來(lái)自噴射器5的燃料。換而言之, 只有在能夠測(cè)量每個(gè)汽缸2排放的廢氣滴定率,即在將汽缸2與排氣歧管4相連接 的每個(gè)排氣管內(nèi)設(shè)置氧傳感器的情況下時(shí),才可能實(shí)P斜頓公式[10];然而,顯然 由于費(fèi)用的原因,這種在催化器11上游設(shè)置多個(gè)氧傳感器的解決方案4歐隹在目前市 場(chǎng)上的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)使用。
而在催化器11上游設(shè)置單個(gè)氧傳自22 (如圖1所示)的情況很普遍,這種 情況可以只測(cè)量從所有汽缸2排出的廢氣的滴定率;在這種情況下,為獲得噴射器 5的實(shí)際偏移量T。ffiet的上述公式[IO]需要稍加變動(dòng),以考慮排氣歧管4內(nèi)廢氣混合 時(shí)和由氧傳感器22執(zhí)行的廢氣滴定率觀糧時(shí)的不可避免的不對(duì)稱性。換句話說(shuō),氧 傳麟22必須更靠近某些汽缸2,而遠(yuǎn)離另一些汽缸2,因此,氧傳麟的讀艦 一些汽缸2排放的廢氣更敏感,而對(duì)另一些汽缸2所排出的廢氣不敏感。
在催化器11上游設(shè)置單個(gè)氧傳感器22的情況下(如圖l所示),上述公式[IO] 可以修改成如下公式1 (義2—義i)
人
、執(zhí)行單次噴射的所有汽缸2內(nèi)的廢氣滴定率;
人2執(zhí)行數(shù)次子噴射的所有汽缸2內(nèi)的廢氣滴定率;
n 子噴射的次數(shù);
Tw單次噴射的噴射時(shí)間;
T。,i第n個(gè)噴射器5的偏移量;
A第n個(gè)噴射器5的權(quán),即與第n個(gè)噴射器5相關(guān)聯(lián)的汽缸2的權(quán)。 如果催化器11上游的單個(gè)氧傳感器22的設(shè)置相對(duì)于自汽缸2的廢氣排放完全 對(duì)稱,那么,四個(gè)噴射器的權(quán)(v就都相同,且等于0.25 (1/4);然而,這種理想條 件在實(shí)際內(nèi)燃機(jī)1中是根本不存在的,在內(nèi)燃機(jī)中,通常必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)手,待別 確定權(quán)A的數(shù)值。
例如,為了確定權(quán)A的值,可以用特別儀器在實(shí)際內(nèi)燃機(jī)l內(nèi)來(lái)測(cè)量公式[11] 內(nèi)包括的除權(quán)A以外的所有變量?;蛘?,為了測(cè)量權(quán)Oi的值,可以在實(shí)際內(nèi)燃機(jī)l 上進(jìn)行測(cè)量,其中在滴定控制關(guān)閉的情況下,每次只在一個(gè)汽缸2內(nèi)以固定(穩(wěn)定) 速率來(lái)實(shí)施已知的燃料步驟(旋轉(zhuǎn)時(shí)),從而領(lǐng)糧該已知燃料步m氧傳感器22檢 測(cè)的滴定率的影響;通過(guò)分析該己知燃料步m氧傳繊22檢湖啲滴定率的影響, 可以獲得試驗(yàn)汽缸2的權(quán)Oi的值。
為了確定權(quán)q的值,可不斷開(kāi)如上戶腿的滴定控制,可以將滴定控制保持打開(kāi), 以避,成污染排放物的明顯增加;在這種情況下,如果控制變量值的可旨隨應(yīng)方 案被禁止,那么就能檢領(lǐng)倒該控制變量的百分比變化。
需要強(qiáng)調(diào)的是,權(quán)"的值幾乎完全取決于排氣歧管4的幾何形狀和氧傳驗(yàn)22
的位置,因而權(quán)Oi的〗破該不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備老化而出現(xiàn)重大變化,也應(yīng)不會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)
與發(fā)動(dòng)t/lt間有很大不同;所以,在設(shè)計(jì)和裝配階段,對(duì)于一定類型的內(nèi)燃機(jī)1,
確定權(quán)Oi就足夠了,而且,這些權(quán)Oi的值也完全可以適用于該類型的所有內(nèi)燃機(jī)l。
另一種模式是,在電控單元21內(nèi),可以執(zhí)行上述步驟以確定權(quán)Oi的值,電控單元 21可以周斯性地修正權(quán)Oi的值,從而補(bǔ)償隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)的偏移和/或生產(chǎn)偏差。
例如,在實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)1內(nèi)確定了權(quán)A的如下值(用百分比表示):35.4%, 21.5%, 14.9%, 28.2%;需要指出的是,某些權(quán)值與25%的理論值相差甚大,而理論值是理 想條件下的典型值。因此,很顯然,在無(wú)權(quán)A出現(xiàn)的情況下,公式[ll]是毫無(wú)意義 的,因?yàn)檫@會(huì)受至腫寺別高的誤差的影響。
綜上戶腿,在附圖所示內(nèi)燃機(jī)1的示例中,在催化器11上游設(shè)有單個(gè)氧傳感器 22,估算每個(gè)噴射器5實(shí)際噴射特性的辨識(shí)方案包括,等待內(nèi)燃機(jī)1穩(wěn)定速率運(yùn)行, 即運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)和輸出功率恒定,從而吸入空氣的流量和噴射燃料數(shù)量是恒定的。在穩(wěn) 定運(yùn)行情況下,通自所有噴射器5進(jìn)行單次噴射來(lái)測(cè)量所有汽缸2內(nèi)的廢氣滴定 率入1;在測(cè)量了廢氣滴定率^后,驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)噴射器5進(jìn)行n次后續(xù)子噴射,每^ 噴射的持續(xù)時(shí)間為T(mén)m>n (等于T^》,與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)所有其它噴射器5進(jìn)行單次 噴射,其持續(xù)時(shí)間為T(mén)i。j (如圖3所示)。在這些新的條件下,通OTi,噴射器5 進(jìn)行多次子噴射來(lái)測(cè)量廢氣滴定率^顯然,為了以足夠精度來(lái)測(cè)量廢氣滴定率^, 必須等待一段時(shí)間,等待瞬時(shí)排出情況,從而使廢氣滴定率、達(dá)到穩(wěn)定。
例如,圖4示出了在執(zhí)行上述辨識(shí)方案時(shí)由氧傳感器22測(cè)量的所有汽缸2內(nèi)的 廢氣滴定率的變化情況。
此時(shí),得到通艦所有噴射器5進(jìn)行的單次噴射而獲得的廢氣滴定率^和通過(guò) ftX^試驗(yàn)噴射器5 (而且顯然獲知子噴射的次數(shù)n和噴射時(shí)間、)進(jìn)行數(shù)次子噴射 而獲得的廢氣滴定率X2,就可以應(yīng)用公式[ll]來(lái)確定試驗(yàn)噴射器5的實(shí)際偏移量
如上所述,氧傳感器22和23可以是M/斷(開(kāi)關(guān))式,也可以是線性(即UEGO 型)的;在兩種情況下,都可以測(cè)定催^(guò)f七器ll上游和下游的廢氣滴定率(通過(guò)已知 文獻(xiàn)中的估算算法或通過(guò)直接測(cè)量)。{彭得強(qiáng)調(diào)的是, 一般情況下,學(xué)習(xí)步驟需要包 括將滴定控制關(guān)閉,否則,在多次噴射后,就不會(huì)出現(xiàn)廢氣滴定率偏移的情況;或 者,當(dāng)?shù)味刂拼蜷_(kāi)時(shí),可以通過(guò)滴定控審咬量的百分比變化鄉(xiāng)跟宗廢氣滴定率的 百分比變化情況。
總之,當(dāng)氧傳感器22為統(tǒng)性(即UEGO型)時(shí),如想知道如何直接測(cè)量排氣 滴定情況時(shí),可以將滴定控制關(guān)閉;該過(guò)程可以獲得較佳精度,但是,另一方面, 也會(huì)暫時(shí)增加污染排放和/^X寸操縱性能帶來(lái)不利影響?;蛘?,當(dāng)氧傳 22為線 性時(shí)(即UEGO型),可以在學(xué)習(xí)時(shí)將滴定控制處于打開(kāi)狀態(tài),然后,在控制變量的百分比變化的基礎(chǔ)上跟蹤廢氣滴定率的百分比變化瞎況;該過(guò)程的精度較差,但 優(yōu)點(diǎn)是,不會(huì)造成污染排放,也不會(huì)影響操縱性能。
當(dāng)氧傳感器22為a/斷(開(kāi)關(guān))式時(shí),在學(xué)習(xí)時(shí)可以將滴定控制關(guān)閉,以直接
估算廢氣的滴定率;由于特性偏差的緣故,該過(guò)程的精度非常低,并會(huì)短時(shí)間內(nèi)增 加污染排放頗操縱性能帶來(lái)不利影響。或者,當(dāng)氧傳感器22為ffl/斷(開(kāi)關(guān))式 時(shí),可以在學(xué)習(xí)時(shí)將滴定控制處于打開(kāi)狀態(tài),然后,在控制變量的百分比變化的基 礎(chǔ)上鵬宗iTt滴定率的百分比變化情況;該過(guò)程的精度較高(但低于f頓線性式的 氧傳感器22),優(yōu)點(diǎn)是,不會(huì)造成污染排放,也不會(huì)影響操縱性能。
顯然,每個(gè)噴射器5的實(shí)際偏移量T。ffiet可在隨后確定各種測(cè)量值的平均值(可
能是加權(quán))時(shí)分?jǐn)?shù)次確定,以便^1>隨機(jī)皿的影響。例如,平均值可以根據(jù)子噴 射次數(shù)來(lái)加權(quán)(子噴射的次數(shù)越高,確定實(shí)際偏移量T。fl^的精度越高),以及根據(jù) 穩(wěn)定速率的穩(wěn)定性(穩(wěn)定速率越穩(wěn)定,確定實(shí)際偏移量T。^t)的精度越高)。
此外,與標(biāo)稱偏移量T自差別極大的噴射器5的單獨(dú)離散估算實(shí)際偏移量 可以排除,因?yàn)楦唠S機(jī)誤差可能會(huì)對(duì)其帶來(lái)影響。
由于偏移量T。^取決于通過(guò)噴射器5的壓力差,每個(gè)噴射器5的實(shí)際偏移量 T。^t應(yīng)該在不同操縱點(diǎn)上重復(fù)進(jìn)行(即,使用通過(guò)噴射器5的不同壓力值);或者,
如果自通過(guò)噴射器5的壓力差得出的偏移量T。ffiet的分析依賴性已知,顯然,在一個(gè)
操縱點(diǎn)上獲得的偏移量T。^t可以取得更一般的價(jià)(valence),因?yàn)檫@也可以估算出 在其它操縱點(diǎn)上的偏移量TQffiet。
相對(duì)于現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)上己經(jīng)使用的那些部件來(lái)講,上述估算方法具有許多優(yōu)點(diǎn), 因?yàn)槠鋵?shí)施簡(jiǎn)單,且經(jīng)濟(jì)有效,不需要使用電控單元21高功率計(jì)算,也不要求安裝 附加部件(特別是傳感器或傳動(dòng)器)。此外,上述估算方法對(duì)測(cè)量每個(gè)噴射器5的實(shí) 際偏移量T。胸非常有效;實(shí)驗(yàn)己經(jīng)確定,通過(guò)將公式[ll]應(yīng)用于實(shí)際內(nèi)燃機(jī)l,就 可以確定每個(gè)噴射器5的實(shí)際偏移量T。ffiet,其誤差為3%,低于目前市場(chǎng)上大部分 噴射器近似5%的制造公差;換言之,通過(guò)應(yīng)用公式[ll],可以確定每個(gè)噴射器5 的實(shí)際偏移量T自,其精度要高于采用現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)所測(cè)得的精度,為此,可以改 善內(nèi)燃機(jī)1的控制性能。
如前所述,專利申請(qǐng)WO2005008050A1所提出的計(jì)算方^^括通過(guò)單次噴射驅(qū) 動(dòng)試驗(yàn)噴射器噴射一定數(shù)量的燃料,然后驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)噴射器通過(guò)后續(xù)子噴射來(lái)噴射相 同數(shù)量的燃料(即,在單次噴射中輸送一定數(shù)量的燃料,并在數(shù)次后續(xù)子噴射中輸
14送同樣數(shù)量的燃料)。通過(guò)該方式,單次噴射和后續(xù)n次子噴射之間的燃:^就完全
歸因于實(shí)際(即真實(shí))偏移量T。fee^畔蘇爾偏移量T。fet之間的差;然而,如果鍵 值能被限制,另P么燃體也就能被限制,這樣,就很難精確i腿行檢測(cè)。另一方面, 本發(fā)明所提出的方法包括執(zhí)行持續(xù)時(shí)間為的單次噴射,并且緊接著立即執(zhí)行n 次后續(xù)子噴射,每次子噴射的持續(xù)時(shí)間為T(mén)in/n。在這種模式下,就可以有意iRi"W
偏移量T。fet的存在忽略不計(jì),從而使燃皿就完全歸因于實(shí)際偏移量T。^,而不
僅僅歸因于實(shí)際偏移量T。^t和標(biāo)稱偏移量T自之間的差。因此很顯然,與專利申 請(qǐng)WO2005008050A1所建議的計(jì)算方法相比,這種燃體的數(shù)值更大,更容易檢測(cè), 精度更高。
另夕卜,專利申請(qǐng)WO2005008050A1建議的測(cè)量實(shí)際偏移量T。^的計(jì)算方法中 〈OT了增益值G;所以,確定實(shí)際偏移量T。^也會(huì)受到得到的增益值G的誤差的
影響。相反,本發(fā)明所提出的方法不使用增益值G來(lái)確定實(shí)際偏移量T。ffiet。
值得指出的是,通過(guò)使用上述估算方法,不僅可以改善內(nèi)燃機(jī)1的控制質(zhì)量, 而且也可以使用制造公差很大的噴射器,因?yàn)閲娚淦飨剐缘暮罄m(xù)高偏差通過(guò)測(cè)*
個(gè)噴射器5的實(shí)際偏移量T。feet而得到完全補(bǔ)償。
因此,與此同時(shí),通過(guò)應(yīng)用上述估算方法,內(nèi)燃機(jī)1的性能得到改善,噴射器 結(jié)構(gòu)和控制方法得到簡(jiǎn)化,而且,生產(chǎn)結(jié)束時(shí)的檢查期間,噴射器的淘汰數(shù)量下降 了 (或幾乎不再存在)(因?yàn)榧词箛娚淦鞯膶?shí)際偏移量T。^與標(biāo)稱值相差甚遠(yuǎn),也
可以通過(guò)準(zhǔn)確獲得相應(yīng)的實(shí)際偏移量T。ffiet而會(huì)得到有效使用)。
最后,需要指出的是,上述估算方法既可以完全應(yīng)用到直噴式內(nèi)燃機(jī)1 (如圖1 所示),也可以應(yīng)用于間接噴射式內(nèi)燃機(jī)。
權(quán)利要求
1、一種確定內(nèi)燃機(jī)(1)噴射器(5)的實(shí)際偏移量的方法,該方法包括如下步驟以穩(wěn)定速率確定噴射器(5)的目標(biāo)噴射時(shí)間(Tinj);驅(qū)動(dòng)噴射器(5)執(zhí)行單次噴射,該單次噴射時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(Tinj);隨后,驅(qū)動(dòng)噴射器(5)執(zhí)行n次后續(xù)子噴射;以及根據(jù)執(zhí)行單次噴射和執(zhí)行n次子噴射之間的燃燒差,確定噴射器(5)的實(shí)際偏移量(Toffset);該方法的特征在于,每個(gè)n次子噴射的持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(Tinj)的n分之一。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟通過(guò)執(zhí)行單次噴射來(lái)測(cè)量廢氣滴定率a》;通過(guò)執(zhí)行n次子噴射來(lái)測(cè)量廢氣滴定率a2);以及 根據(jù)執(zhí)行單次噴射和n次子噴射的廢氣滴定率的變化情況,確定噴射器(5 ) 實(shí)際偏移量(T。^)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2戶腿的方法,其中,通過(guò)采用以下公式來(lái)確定噴射器(5)的實(shí)際偏移量(Toffiet):(/12 _ )7" = 77O炎"W — 1 + W^ 執(zhí)行單次噴射的汽缸(2)內(nèi)的廢氣滴定率;入2 執(zhí)行n次子噴射的汽缸(2)內(nèi)的廢氣滴定率;n 子噴射次數(shù); Tinj單次噴射的噴射時(shí)間;offeet噴射器(5)的實(shí)際偏移」
4、根據(jù)權(quán)利要求2戶腐的方法,其中,該內(nèi)燃機(jī)a)包括多個(gè)將燃料噴射到相應(yīng)的汽缸(2)內(nèi)的噴射器(5);該方法進(jìn)一步包括步驟首先驅(qū)動(dòng)所有噴射器(5)執(zhí)纟亍單次噴射,該單次噴射的持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(^);以及接著只驅(qū)動(dòng)一^H式驗(yàn)噴射器(5)執(zhí)行n次后續(xù)子噴射,每次子噴射持續(xù)吋 間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(IV的n分之一,與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)所有其它噴射器(5)執(zhí)行單次噴射,該單次噴射的持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(Tinj)。
5、根據(jù)權(quán)利要求4戶腿的方法,其中,測(cè)魏個(gè)汽缸(2)所排出的in的滴定率a),采用如下公式確定試驗(yàn)噴射器(5)的實(shí)際偏移量(T。ffiet):(義2—A)^執(zhí)行單次噴射的與試驗(yàn)噴射器(5)相連的汽缸(2)內(nèi)的廢氣滴定率;、執(zhí)行n次子噴射的與試驗(yàn)噴射器(5)相連的汽缸(2)內(nèi)的廢氣滴定率;n 子噴射次數(shù);Tjnj單次噴射的噴射時(shí)間;T。ffiet試驗(yàn)噴射器(5)的實(shí)際偏移量。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,測(cè)量所有汽缸(2)排出的全部廢氣的滴定 率a),采用如下公式確定試驗(yàn)噴射器(5)的實(shí)際偏移量(T。^):1 (A—A)^ 執(zhí)行單次噴射的所有汽缸(2)內(nèi)的廢氣滴定率; M執(zhí)行n次子噴射的所有汽缸(2)內(nèi)的廢氣滴定率; 子噴射的次數(shù);Tw 單次噴射的噴射時(shí)間;<formula>formula see original document page 0</formula>試驗(yàn)第i個(gè)噴射器(5)的偏移」A i^^第i個(gè)噴射器(5)的權(quán),艮卩,與試^Bi個(gè)噴射器(5)相關(guān)的 汽缸(2)的權(quán)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6戶脫的方法,其中,噴射器(5)的權(quán)(a;)在內(nèi)燃機(jī)(1)設(shè) 計(jì)和裝配階段通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中,周期性確定和修正噴射器(5)的權(quán)(oO, 以補(bǔ)償隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)的偏差和/或生產(chǎn)公差。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,且其進(jìn)一步包括步驟隨后,分?jǐn)?shù)次確定噴射器(5)的實(shí)際偏移量(T。ffiet);以及 對(duì)實(shí)際偏移量(T。^et)多次測(cè)量值之間取算術(shù)平均。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9戶腿的方法,其中,該算術(shù)平均根據(jù)子噴射次M行加權(quán),因 為子噴射次數(shù)越高,確定的實(shí)際偏移量(T。fet)的精度就越高。
11、 根據(jù)權(quán)禾腰求9所述的方法,其中,該算術(shù)平均根據(jù)固定速率的穩(wěn)定f爐行加 權(quán),因?yàn)楣潭ㄋ俾实姆€(wěn)定性越高,確定的實(shí)際偏移量的精度就越高。
全文摘要
一種確定內(nèi)燃機(jī)(1)噴射器(5)的實(shí)際偏移量的方法,該方法包括如下步驟以穩(wěn)定速率確定噴射器(5)的目標(biāo)噴射時(shí)間(T<sub>inj</sub>);驅(qū)動(dòng)噴射器(5)執(zhí)行單次噴射,該單次噴射持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(T<sub>inj</sub>);隨后,驅(qū)動(dòng)噴射器(5)進(jìn)行n次后續(xù)子噴射,每次持續(xù)時(shí)間等于目標(biāo)噴射時(shí)間(T<sub>inj</sub>)的n分之一;通過(guò)執(zhí)行單次噴射來(lái)測(cè)量廢氣滴定率(λ<sub>1</sub>);通過(guò)執(zhí)行n次子噴射來(lái)測(cè)量廢氣滴定率(λ<sub>2</sub>);以及根據(jù)執(zhí)行單次噴射和執(zhí)行n次子噴射的廢氣滴定率的變化情況,確定噴射器(5)的實(shí)際偏移量(T<sub>offset</sub>)。
文檔編號(hào)F02D41/34GK101598074SQ20091013187
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
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