專利名稱：預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書中的公開內(nèi)容涉及一種用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法，在該預(yù)燃室中進(jìn)行火花點(diǎn)火。
背景技術(shù)：
對于具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)，傳統(tǒng)上需要控制導(dǎo)入預(yù)燃室的氣體的空燃比，以使得火花塞的點(diǎn)火滿意地進(jìn)行；因此，在一種用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法中，導(dǎo)入預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空燃比被控制(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。附帶地講，所述空燃比是空氣燃料混合物中空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量之比。空燃比必須保持適當(dāng)?shù)乃?；否則，富含空氣的狀態(tài)(空氣過剩狀態(tài))或富含燃料的狀態(tài)(燃料過剩狀態(tài))都會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)失火。此外，考慮到尾氣排放，除了預(yù)燃室之外， 優(yōu)選地在主燃燒室內(nèi)保持適當(dāng)?shù)母缓諝鉅顟B(tài)。圖5示出了常規(guī)預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)的一個實(shí)例。如圖5所示，主燃燒室Sl形成在活塞1上方；具有漸縮形狀的預(yù)燃室形成件3布置在氣缸2的頭部側(cè)上。在預(yù)燃室形成件3 內(nèi)，形成預(yù)燃室S2。在預(yù)燃室形成件3的上側(cè)，設(shè)置有用于點(diǎn)燃預(yù)燃室S2內(nèi)的空氣燃料氣體混合物的火花(點(diǎn)火)塞4。此外，在預(yù)燃室形成件3上方，設(shè)置有用于供給燃料氣體的燃料氣體供應(yīng)管5。在燃料氣體供應(yīng)管5的中間，設(shè)置有用于調(diào)節(jié)燃料流量的預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6。此外，在氣缸2的頭部側(cè)上的主燃燒室內(nèi)的空間與用于將燃料氣體(或空氣燃料氣體混合物)注入主燃燒室Sl的進(jìn)氣管7連通。進(jìn)氣門8設(shè)置在進(jìn)氣管7和氣缸2之間的邊界處，該邊界為主燃燒室Sl內(nèi)部的空間和由進(jìn)氣管7形成的通道確定界限。在進(jìn)氣管 7的中途，用于使燃料氣體流進(jìn)入進(jìn)氣管7的燃料氣體供應(yīng)管9連接到進(jìn)氣管7。此外，在燃料氣體供應(yīng)管9的中途，設(shè)置有用于調(diào)節(jié)向主燃燒室Sl供應(yīng)的燃料的流量的主燃料供應(yīng)閥10。此外，燃料氣體供應(yīng)管9與預(yù)燃室S2以及連接到預(yù)燃室S2的燃料氣體供應(yīng)管5連通；也就是說，燃料氣體管分支成兩個通道(即，燃料氣體供應(yīng)管9和幻；從而，燃料氣體供應(yīng)管9向主燃燒室Sl供應(yīng)燃料，而燃料氣體供應(yīng)管5向預(yù)燃室S2供應(yīng)燃料。經(jīng)進(jìn)氣管7流入主燃燒室Sl的空氣燃料氣體混合物在主燃燒室10內(nèi)燃燒，并產(chǎn)生燃燒氣體；所產(chǎn)生的燃燒氣體作為排氣從主燃燒室10經(jīng)排氣(廢氣)管11排放。排氣門12設(shè)置在進(jìn)氣管7和氣缸2的邊界處，該邊界為主燃燒室Sl內(nèi)部的空間和由排氣(廢氣)管12形成的通道確定界限。諸如燃料供應(yīng)閥6和10的各種閥由ECU(發(fā)動機(jī)控制單元)13控制。另一方面，導(dǎo)入主燃燒室Sl以用于主燃燒的一部分稀空氣燃料混合物經(jīng)主燃燒室流入預(yù)燃室S2。為了獲得導(dǎo)入預(yù)燃室的空氣燃料氣體混合物的適當(dāng)空燃比，經(jīng)預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6向預(yù)燃室供應(yīng)燃料氣體。因此，已經(jīng)常規(guī)地研究和開發(fā)了多種方法，以調(diào)節(jié)導(dǎo)入預(yù)燃室S2的空氣燃料氣體混合物的適當(dāng)空燃比(例如，專利文獻(xiàn)2和3)。在所研究和開發(fā)的用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的方法的一個實(shí)例中，根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件(例如發(fā)動機(jī)的負(fù)荷條件)控制流向預(yù)燃室的燃料氣體流。然而在該方法中， 當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速急劇增加時，導(dǎo)入主燃燒室的空氣燃料氣體混合物的空燃比可能瞬時不足(即，空氣燃料氣體混合物瞬時處于富含燃料狀態(tài))；因此，導(dǎo)入預(yù)燃室的空氣燃料氣體混合物的空燃比處于富含燃料狀態(tài)。因此，在預(yù)燃室內(nèi)可能引起失火。接下來，將說明有關(guān)失火的類型(即失火如何發(fā)生)。圖6(a)示出了預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率(在下文關(guān)于實(shí)施例的描述中說明)如何根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化而變化。在圖6(a)中，實(shí)線是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速準(zhǔn)靜態(tài)增加情況下關(guān)于預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)的軌跡；因此，即使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率也不減小，并且保持在平衡狀態(tài)。然而，在發(fā)動機(jī)加速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速急劇增加的情況下，連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的準(zhǔn)靜態(tài)線向下彎曲，從而形成如圖6(a)中虛線所示的弧形。即使在這種情況下，虛線也在圖6(a)中的失火區(qū)以外。然而，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步急劇增加的情況下，關(guān)于空氣過剩率相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)的軌跡形成連接點(diǎn)A和點(diǎn)C的點(diǎn)劃線，從而空氣過剩率到達(dá)失火區(qū)。此外，在圖6 (a)的基礎(chǔ)上，說明圖6 (d)和圖6 (e)。圖6 (e)示出了供入主燃燒室內(nèi)的燃料量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；因此，沿著實(shí)線(在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速準(zhǔn)靜態(tài)增加的情況下)，主燃燒室內(nèi)的燃料量根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而線性增加。此外，沿著圖6(e)中的虛線 (即，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速急劇增加的情況下)，主燃燒室內(nèi)的燃料量與在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速準(zhǔn)靜態(tài)增加的情況下相比進(jìn)一步增加；因此，主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率減小。作為結(jié)果，經(jīng)主燃燒室流入預(yù)燃室的空氣燃料混合物內(nèi)的燃料量增加。因此，在預(yù)燃室內(nèi)的燃料量增加的這種情況下，如果進(jìn)入預(yù)燃室的燃料量如圖6(b)中所示被線性控制，則預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率如圖6(a)中所示減小。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)急劇加速時(即，在點(diǎn)劃線的情況下)，如上所述在點(diǎn)C處發(fā)生失火，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速如圖6(e)中所示降低。在發(fā)生失火的情況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速如上所述降低；因此，在相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速執(zhí)行關(guān)于向主燃燒室供應(yīng)的燃料量的反饋控制時，向主燃燒室供應(yīng)的燃料量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的降低而增加；因此，失火進(jìn)一步趨于發(fā)生，如圖6(a)中所示。[參考文獻(xiàn)][專利參考文獻(xiàn)]專利參考文獻(xiàn)1 JP2007-198140專利參考文獻(xiàn)2 JP1992-259640專利參考文獻(xiàn)3 JP1992-25965
發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題然而，在具有預(yù)燃室的常規(guī)發(fā)動機(jī)的控制方法中，進(jìn)行發(fā)動機(jī)控制，使得根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件而優(yōu)化來自預(yù)燃室的火炬噴射強(qiáng)度；即使在主燃燒室內(nèi)出現(xiàn)燃料過剩的瞬間狀態(tài)時，預(yù)燃室內(nèi)的燃料量變得過剩(即，出現(xiàn)過度富含燃料的狀態(tài))；從而，在預(yù)燃室內(nèi)引起失火。因此，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或發(fā)動機(jī)輸出降低。此外，在對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或發(fā)動機(jī)輸出進(jìn)行反饋控制的情況下，在主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的富含燃料狀態(tài)進(jìn)一步延續(xù)，并且變得更
4難以點(diǎn)燃燃料空氣混合物。因此，可能出現(xiàn)發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)的困難。鑒于常規(guī)技術(shù)中的上述困難，本發(fā)明旨在提供一種控制方法，該方法用于控制預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)，從而確實(shí)防止預(yù)燃室內(nèi)發(fā)生失火現(xiàn)象。解決問題的手段本發(fā)明是為了提供克服上述困難的手段而設(shè)計的。本發(fā)明公開了一種用于控制預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)的控制方法，所述發(fā)動機(jī)包括主燃燒室和預(yù)燃室；其中燃料氣體被供應(yīng)到主燃燒室和預(yù)燃室，所述控制方法包括響應(yīng)于供應(yīng)到主燃燒室的空氣燃料混合物的空氣過剩率，增加或減少要供應(yīng)到預(yù)燃室的燃料量，從而使得預(yù)燃室中的空燃比保持在適當(dāng)水平。根據(jù)上文，以短時間跨度的時間間隔測量發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件；對預(yù)燃室中的空氣燃料混合物的空燃比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使空燃比保持在適當(dāng)水平；因此，可以確實(shí)防止預(yù)燃室中可能發(fā)生的失火現(xiàn)象。上述公開的優(yōu)選實(shí)施例是包括在要供應(yīng)到主燃燒室的燃料量瞬時增加時減少要供應(yīng)到預(yù)燃室的燃料量的控制。根據(jù)上文，當(dāng)向主燃燒室供應(yīng)的燃料量瞬時減少時，向預(yù)燃室供應(yīng)的燃料量增加； 因此，預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空燃比得到調(diào)節(jié)，從而將空燃比保持在適當(dāng)水平。另一個優(yōu)選實(shí)施例是一種控制方法，所述方法包括用于檢測進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的第一步驟；用于計算供應(yīng)到主燃燒室的空氣燃料混合物的空氣過剩率的第二步驟；用于根據(jù)主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系表達(dá)式計算要供應(yīng)到預(yù)燃室的燃料量的第三步驟；以及，用于基于預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥的閥打開持續(xù)時間來增加和減少要供應(yīng)到預(yù)燃室的燃料量的第四步驟， 閥打開持續(xù)時間響應(yīng)于要供應(yīng)到預(yù)燃室的燃料量來計算。根據(jù)上文，主燃料供應(yīng)閥的打開持續(xù)時間為控制命令變量，其值由ECU產(chǎn)生，并且利用已知值作為閥打開持續(xù)時間對照量；可以采取簡單的方式，從而按照此前確定的主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率與供應(yīng)到預(yù)燃室的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系表達(dá)式來檢測進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。通過這種方式，可以防止發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中的失火。在本發(fā)明中，連續(xù)且重復(fù)地測量進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；并且，可以連續(xù)輸出預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥的閥打開持續(xù)時間的控制命令值；因此，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中，可以始終適當(dāng)維持預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空燃比。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在用于控制預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)的控制方法中，可以確實(shí)防止預(yù)燃室內(nèi)的潛在失火。


現(xiàn)在將參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中圖1說明了具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例，該發(fā)動機(jī)被用來應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的控制方法；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法的流程圖3 (a)至圖3(e)中每幅圖都示出了描繪了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與一個參數(shù)之間的關(guān)系的曲線圖，該參數(shù)與根據(jù)本發(fā)明的用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法有關(guān)；圖3(a)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率之間的關(guān)系的曲線圖；圖3(b)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系的曲線圖；圖3(c)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與空氣流量之間的關(guān)系的曲線圖；圖3(d)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率之間的關(guān)系的曲線圖；圖3(e)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系的曲線圖；圖4示出了描繪主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系的曲線圖；圖5示出了具有預(yù)燃室的常規(guī)發(fā)動機(jī)的一個實(shí)例；圖6(a)至圖6(e)中每幅圖都示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與一個參數(shù)之間的關(guān)系的曲線圖，該參數(shù)與根據(jù)常規(guī)技術(shù)的用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法有關(guān)；圖6(a)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率之間的關(guān)系的曲線圖；圖6(b)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系的曲線圖；圖6(c)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與空氣流量之間的關(guān)系的曲線圖；圖6(d)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率之間的關(guān)系的曲線圖；圖6(e)示出了描繪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合附圖中所示實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，除非明確指出，這些實(shí)施例中所述部件的尺寸、材料、形狀、相對位置等不應(yīng)理解為是對本發(fā)明的范圍的限制。圖1示出了具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)被用來應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的控制方法。 如圖1所示，在氣缸2內(nèi)上下移動的活塞1的上方，形成了由活塞的上表面和氣缸的內(nèi)周壁表面確定界限的封閉空間，即主燃燒室Si。在氣缸2的頭部側(cè)上的中間部分處，布置有具有漸縮形狀的預(yù)燃室形成件3，使得漸縮側(cè)朝氣缸2內(nèi)部伸出。在預(yù)燃室形成件3內(nèi)，形成預(yù)燃室S2。在預(yù)燃室形成件3的上側(cè)，設(shè)置有用于點(diǎn)燃預(yù)燃室S2內(nèi)的空氣燃料氣體混合物的火花(點(diǎn)火)塞4。此外，在預(yù)燃室形成件3上方，設(shè)置有用于供給燃料氣體的燃料氣體供應(yīng)管5。在燃料氣體供應(yīng)管5的中途，設(shè)置有用于調(diào)節(jié)燃料流量或流速的預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6。預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6設(shè)有比例控制型電磁閥，從而可以連續(xù)且平穩(wěn)地進(jìn)行燃料氣體供應(yīng)。此外，在氣缸2的頭部側(cè)上的主燃燒室內(nèi)的空間與用于向主燃燒室Sl內(nèi)注入燃料氣體(或空氣燃料氣體混合物)的進(jìn)氣管7連通。進(jìn)氣門8的閥錐8a布置在進(jìn)氣管7和氣缸2之間的邊界處，該邊界為主燃燒室Sl內(nèi)部的空間和由進(jìn)氣管7形成的通道確定界限。 進(jìn)氣門8被彈簧(未示出)的向上推力(恢復(fù)力)向上推動或向上移動，并且被與彈簧的恢復(fù)力(偏置力)相抵抗的凸輪機(jī)構(gòu)(未示出)的推力向下推動或向下移動。在進(jìn)氣管7 的中途，用于使燃料氣體流進(jìn)入進(jìn)氣管7的燃料氣體供應(yīng)管9連接到進(jìn)氣管7。此外，在燃料氣體供應(yīng)管9的中途，設(shè)置有用于調(diào)節(jié)向主燃燒室Sl的燃料的流速或流量的主燃料供應(yīng)閥10。主燃料供應(yīng)閥10設(shè)有比例控制型電磁閥，從而可以連續(xù)且平穩(wěn)地進(jìn)行燃料氣體供應(yīng)。此外，燃料氣體供應(yīng)管9與預(yù)燃室S2連通，并且與連接到預(yù)燃室S2的燃料氣體供應(yīng)管5連通；也就是說，燃料氣體管分支成兩個通道(即，燃料氣體供應(yīng)管9和幻；從而，燃料氣體供應(yīng)管9向主燃燒室Sl供應(yīng)燃料，而燃料氣體供應(yīng)管5向預(yù)燃室S2供應(yīng)燃料。經(jīng)進(jìn)氣管7流入主燃燒室Sl的空氣燃料氣體混合物通過活塞1的向上移動(即壓縮沖程)被壓縮，并且在主燃燒室Sl內(nèi)燃燒；然后，所產(chǎn)生的燃燒氣體向下推動活塞1; 而且，燃燒氣體通過活塞1的向上移動(即排氣沖程)被擠壓，并通過連接到氣缸2的頭部 (上部)的排氣(廢氣)管排放，該邊界為主燃燒室Sl內(nèi)部的空間和由排氣管11形成的通道確定界限。排氣門12的閥錐1 布置在排氣管11和氣缸2之間的邊界處。就像進(jìn)氣門的情況一樣，排氣門12被彈簧(未示出)的向上推力(恢復(fù)力)向上推動或向上移動， 并且被與彈簧的恢復(fù)力(偏置力)相抵抗的凸輪機(jī)構(gòu)(未示出)的推力向下推動或向下移動。在活塞1壓縮空氣燃料氣體混合物的同時，一部分空氣燃料氣體混合物流入預(yù)燃室S2 ；在該實(shí)施例中，空氣燃料氣體混合物在預(yù)燃室S2內(nèi)的形成按下列方式進(jìn)行。在該實(shí)施例中，在主進(jìn)氣管(未示出)處設(shè)置有至少一個壓力傳感器和至少一個溫度傳感器；利用這些傳感器，設(shè)置在發(fā)動機(jī)控制單元(ECU) 13內(nèi)的進(jìn)氣壓力/溫度檢測裝置131測量進(jìn)氣壓力和溫度。此外，發(fā)動機(jī)設(shè)有用于檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 13a;利用該轉(zhuǎn)速傳感器，設(shè)置在發(fā)動機(jī)控制單元(ECU) 13內(nèi)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速檢測裝置132測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。此外，在ECU 13內(nèi)設(shè)有用于控制主燃料供應(yīng)閥10的閥打開持續(xù)時間的閥打開持續(xù)時間控制裝置133;即，E⑶13控制主燃料供應(yīng)閥10的閥打開/關(guān)閉定時。因此，E⑶13 控制閥10的閥打開持續(xù)時間。根據(jù)進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和主燃料供應(yīng)閥10的閥打開持續(xù)時間，利用設(shè)置在ECU 13內(nèi)的空氣過剩率計算裝置134計算供應(yīng)到主燃燒室Sl 的空氣燃料混合物的空氣過剩率(下文解釋)。此外，根據(jù)已計算出的供應(yīng)到主燃燒室Sl的空氣燃料混合物的空氣過剩率，通過設(shè)置在ECU 13內(nèi)的預(yù)燃室燃料計算裝置135計算要供應(yīng)到預(yù)燃室S2的燃料氣體量。此外， 在ECU 13內(nèi)設(shè)置有閥打開持續(xù)時間計算裝置136，以根據(jù)要供應(yīng)到預(yù)燃室S2的燃料氣體量來計算預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6的閥打開持續(xù)時間，要供應(yīng)的燃料氣體量通過預(yù)燃室燃料計算裝置135進(jìn)行計算。因此，預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6的打開持續(xù)時間受到控制，并且確定(調(diào)節(jié))在預(yù)燃室內(nèi)形成合適的空氣燃料混合物所需的燃料量，合適的空氣燃料混合物在預(yù)燃室內(nèi)點(diǎn)燃。在該控制方法中，在點(diǎn)火時間點(diǎn)處，適當(dāng)?shù)鼐S持預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空燃比。
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更具體地，對用于計算要供應(yīng)到預(yù)燃室的燃料量的計算方法進(jìn)行如下說明。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法的流程圖。如圖2所示，首先，在步驟Sl中，利用設(shè)置在主進(jìn)氣管(未示出)處的壓力傳感器和溫度傳感器檢測進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度(第一步驟)；因此，優(yōu)選的是立刻重復(fù)測量壓力和溫度，然后對壓力值和溫度值求平均值。因此，可以限制由于諸如噪音的不利條件對測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響。在隨后的步驟S2中，計算供應(yīng)到主燃燒室的空氣燃料混合物的空氣過剩率(第二步驟)。該空氣過剩率按照下列公式計算λ m = k {Ne (rpm) · Ps (Pa)} / { θ v (s) · Ts (°C )}其中，k是常數(shù)；λπι為主燃燒室內(nèi)的預(yù)混合空氣燃料混合物的空氣過剩率；Ne為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；I3S為進(jìn)氣壓力；θ ν為主燃料供應(yīng)閥的閥打開持續(xù)時間；Ts為進(jìn)氣溫度。附帶地講，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和空氣流量成正比，因此，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)在分母(參考圖 3(c))中。此外，在該實(shí)施例中，空氣流量為質(zhì)量流量。在上式中，空氣進(jìn)氣壓力、空氣進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為在步驟Sl中檢測到的值。此外，主燃料供應(yīng)閥10的打開持續(xù)時間為控制命令變量，其實(shí)際值由閥打開持續(xù)時間控制裝置133產(chǎn)生；因此，使用已經(jīng)確定的值作為閥打開持續(xù)時間，裝置133設(shè)置在E⑶內(nèi)。 此外，有必要預(yù)先確定主燃料供應(yīng)閥10的打開持續(xù)時間與流入主燃燒室Sl側(cè)的燃料氣體的質(zhì)量流量之間的關(guān)系，因?yàn)殚y打開持續(xù)時間與燃料氣體的質(zhì)量流量被類似地使用。在隨后的步驟S3中，根據(jù)流入主燃燒室的空氣燃料混合物的空氣過剩率，計算要供應(yīng)到預(yù)燃室的適當(dāng)?shù)娜剂狭?第三步驟)。在該計算中，使用如圖4所示的校準(zhǔn)公式(關(guān)系表達(dá)式)。圖4中的校準(zhǔn)公式事先根據(jù)實(shí)驗(yàn)的評估結(jié)果獲得；因此，該校準(zhǔn)公式反映了不發(fā)生失火的適當(dāng)?shù)目諝膺^剩率。在隨后的步驟S4中，根據(jù)計算出的要通過閥6供應(yīng)到預(yù)燃室S2的燃料量來計算預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6的適當(dāng)?shù)拈y打開持續(xù)時間；因此，也使用由實(shí)驗(yàn)獲得的關(guān)系表達(dá)式。當(dāng)預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6按照上述計算出的閥打開持續(xù)時間運(yùn)行時，獲得了在預(yù)燃室內(nèi)點(diǎn)燃的空氣燃料混合物的適當(dāng)?shù)目諝膺^剩率。在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間，E⑶始終連續(xù)地重復(fù)步驟Sl至步驟S4的過程；因此，在預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率得到優(yōu)化控制；從而也可以實(shí)現(xiàn)較高的控制響應(yīng)性。例如，當(dāng)向主燃燒室供應(yīng)的燃料量瞬時增加時，減少向預(yù)燃室供應(yīng)的燃料量，并且連續(xù)地執(zhí)行步驟Sl至步驟S4的過程，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系形成向下凸出的弧形曲線，如圖3(b)所示；因此，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與要供應(yīng)到預(yù)燃室的空氣燃料混合物的空氣過剩率之間的關(guān)系形成與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速坐標(biāo)軸平行的平直線，如圖3(a)所示。因此，在該實(shí)施例中，空氣過剩率沿平直線變化，從而不會進(jìn)入失火區(qū)。根據(jù)該實(shí)施例，在用于控制具有預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的控制方法中，以短時間跨度的時間間隔測量發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件；對預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的空燃比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使空燃比保持在適當(dāng)水平；因此，可以確實(shí)防止預(yù)燃室內(nèi)可能發(fā)生的失火現(xiàn)象。更具體地，主燃料供應(yīng)閥10的閥打開持續(xù)時間為控制命令變量，其實(shí)際值由設(shè)置在ECU內(nèi)的閥打開持續(xù)時間控制裝置133產(chǎn)生；并且，使用已經(jīng)確定的值(或給定值)作為閥10的閥打開持續(xù)時間。作為結(jié)果，通過使用進(jìn)氣壓力/溫度傳感器檢測(第一步)進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的簡單方式，結(jié)合此前確定的校準(zhǔn)公式(主燃燒室內(nèi)的空氣燃料混合物的空氣過剩率與預(yù)燃室內(nèi)的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系表達(dá)式)，可以防止發(fā)動機(jī)的失火。到現(xiàn)在為止，已經(jīng)說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例；顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例， 在模式保持本發(fā)明特征的條件下，可以有其他多種模式。在一個燃料供應(yīng)管分支成如下兩根管的上述實(shí)施例中燃料氣體供應(yīng)管9通向主燃燒室Si，而燃料氣體供應(yīng)管5通向預(yù)燃室S2 ；但本發(fā)明不限于該實(shí)施例。例如，除了該實(shí)施例中分支開的燃料供應(yīng)管之外，燃料氣體供應(yīng)管9和燃料氣體供應(yīng)管5可以彼此獨(dú)立地布置，從而，可以同時獨(dú)立地進(jìn)行對主燃料供應(yīng)閥10的控制和對預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥6的控制。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，在用于控制預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)的控制方法中，可以確實(shí)防止預(yù)燃室內(nèi)潛在的失火。本發(fā)明可以應(yīng)用于例如各種各樣的產(chǎn)品，例如發(fā)電機(jī)組、車輛、飛機(jī)、輪船等； 因此，在每種產(chǎn)品中，都安裝有預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)的控制方法，所述發(fā)動機(jī)包括主燃燒室；和預(yù)燃室；其中，燃料氣體被供應(yīng)到所述主燃燒室和所述預(yù)燃室，所述控制方法包括響應(yīng)于供應(yīng)到所述主燃燒室的空氣燃料混合物的空氣過剩率，增加或減少要供應(yīng)到所述預(yù)燃室的燃料量，以適當(dāng)?shù)鼐S持供應(yīng)到所述預(yù)燃室的空氣燃料混合物的空燃比，所述空氣過剩率由下列關(guān)系表達(dá)式確定λ m = k{Ne (rpm) · Ps (Pa)}/{ θ v(s) · Ts (°C )}其中，k是常數(shù)；λ m為所述主室中的預(yù)混合空氣燃料混合物的空氣過剩率；Ne為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；I3S為進(jìn)氣壓力；θ ν為有關(guān)主燃料供應(yīng)閥的閥打開持續(xù)時間；并且Ts為進(jìn)氣溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，所述方法包括在瞬時增加要供應(yīng)到所述主燃燒室的燃料量的同時，減少要供應(yīng)到所述預(yù)燃室的燃料量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，所述方法包括第一步驟，用于檢測進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；第二步驟，用于計算供應(yīng)到所述主燃燒室的空氣燃料混合物的空氣過剩率；第三步驟，用于根據(jù)所述主燃燒室中的空氣燃料混合物的空氣過剩率與所述預(yù)燃室中的空氣燃料混合物的燃料量之間的關(guān)系表達(dá)式，計算要供應(yīng)到所述預(yù)燃室的燃料量；以及第四步驟，用于基于有關(guān)預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥的閥打開持續(xù)時間來增加或減少要供應(yīng)到所述預(yù)燃室的燃料量，響應(yīng)于要供應(yīng)到所述預(yù)燃室的燃料量來計算所述閥打開持續(xù)時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其中，連續(xù)且重復(fù)地執(zhí)行所述第一步驟至第四步驟的過程。
全文摘要
一種控制預(yù)燃室式發(fā)動機(jī)的方法，該方法能夠可靠地防止預(yù)燃室內(nèi)發(fā)生失火。所述方法設(shè)有以下步驟檢測進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度的第一步驟；使用預(yù)定公式計算主燃燒室的空氣過剩率的第二步驟；由主燃燒室的空氣過剩率計算適當(dāng)?shù)念A(yù)燃室的燃料量的第三步驟；以及由預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥的打開時段與計算獲得的預(yù)燃室的燃料量之間的關(guān)系公式來計算預(yù)燃室燃料供應(yīng)閥的打開時段的第四步驟。連續(xù)地執(zhí)行第一至第四步驟。
文檔編號F02B19/10GK102333944SQ20108000960
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者古川雄太 申請人:三菱重工業(yè)株式會社