專利名稱：調(diào)節(jié)燃料噴射定時的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機，包括但不限于采用向發(fā)動機的燃燒室內(nèi)進行多重燃料噴射的燃料噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知內(nèi)燃機通過向發(fā)動機的一燃燒室中進行單一或多重燃料噴射而工作?？赏ㄟ^多個燃料噴射器或被構(gòu)造和操作成可進行多重噴射的單個燃料噴射器來完成多重噴射。通常，多重燃料噴射包括一引燃噴射和一主噴射。引燃噴射和主噴射的相關(guān)量可有很大不同。總體來說，引燃噴射的量比主噴射的量要小。
所希望的發(fā)動機性能所需的燃料噴射定時取決于發(fā)動機的工作是否帶有引燃噴射。啟動或關(guān)閉引燃噴射會影響發(fā)動機性能。例如，當(dāng)由于向主燃料噴射添加或去除引燃噴射而改變發(fā)動機工作狀態(tài)時通常會發(fā)生發(fā)動機的工作噪聲。
因此，要消除燃料噴射方法中的、與啟動或停止燃料噴射方法引燃噴射相關(guān)的發(fā)動機性能問題。

發(fā)明內(nèi)容
一種調(diào)節(jié)燃料噴射定時的方法包括以下步驟檢測向一內(nèi)燃機的一燃燒室中所進行的燃料噴射的數(shù)量的變化；以及響應(yīng)對該改變的檢測而確定一定時調(diào)節(jié)時段。在該定時調(diào)節(jié)時段中調(diào)節(jié)燃料噴射定時。


圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的一燃料噴射系統(tǒng)的一內(nèi)燃機。
圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明的一燃料噴射系統(tǒng)的邏輯框圖。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的不同的定時補償量(timing offset)對時間的曲線圖。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射定時調(diào)節(jié)的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下描述了一種用于在檢測到對燃燒室的燃料噴射數(shù)量的改變時調(diào)節(jié)燃料噴射定時的方法和設(shè)備。在定時調(diào)節(jié)時段中，可以遞增地，例如以一系列的步驟或增量來調(diào)節(jié)燃料噴射的定時，并且/或者至少部分地根據(jù)從檢測到燃料噴射數(shù)量的變化開始所經(jīng)過的時間來進行調(diào)節(jié)。
圖1示出了具有燃料噴射系統(tǒng)的內(nèi)燃機100。發(fā)動機控制模塊(ECM)101控制內(nèi)燃機100的一個或多個燃料噴射器103。內(nèi)燃機100被顯示為除了一曲柄軸117、一飛輪115、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器119和/或一加速踏板傳感器121以外還包括一個或多個燃燒室105、活塞107、氣缸109、進口閥111、出口閥113和連桿123，這些組件被布置成以本領(lǐng)域已知的方式工作。
在每個發(fā)動機循環(huán)過程中一次或多次將燃料噴入燃燒室105中。當(dāng)傳送多重噴射時，如本領(lǐng)域所知的，這樣的噴射可包括一引燃噴射和一主噴射。一次燃料噴射事件可包括只有一次主噴射、一次引燃噴射和一次主噴射、多次引燃噴射和一次主噴射以及其它噴射數(shù)量不同的組合?？筛鶕?jù)所需的內(nèi)燃機的工作狀態(tài)和性能來選擇單次或多次燃料噴射。
ECM 101可包括可控制燃料噴射系統(tǒng)的工作和/或內(nèi)燃機100的其它功能的一個或多個微處理器。ECM 101可提供對燃料噴射次數(shù)、一次或多次燃料噴射中每一次的定時、每次燃料噴射量等的控制。ECM 101可根據(jù)內(nèi)燃機的負(fù)荷或轉(zhuǎn)矩來選擇單次或多次燃料噴射。ECM 101可根據(jù)ECM定時、來自內(nèi)燃機或車輛傳感器119或121的輸入量等來確定或調(diào)節(jié)燃料噴射定時。
燃料噴射定時通常是以相對于活塞107處于氣缸109中的一上死點位置時的度數(shù)來測量的。ECM 101可調(diào)節(jié)燃料噴射定時。該調(diào)節(jié)可為一個或多個補償量的組合。
圖2中示出了用于燃料噴射系統(tǒng)的一個邏輯框圖。該邏輯過程可由ECM 101和/或其它控制燃料噴射定時的處理器所執(zhí)行的計算機程序來完成。認(rèn)為該燃料噴射系統(tǒng)以一種或兩種模式工作。當(dāng)進行燃料噴射定時調(diào)節(jié)以計算例如連續(xù)的諸燃料噴射事件之間的燃料噴射次數(shù)的改變時進行模式1。當(dāng)發(fā)生例如從只有主噴射到主噴射加引燃噴射、從主噴射加引燃噴射到只有主噴射、從主噴射加N次引燃噴射到主噴射加M次引燃噴射(其中N不等于M)等等的改變時燃料噴射的次數(shù)發(fā)生變化。模式“1”持續(xù)了被稱為一定時調(diào)節(jié)時段的一時間段。模式“0”是指穩(wěn)態(tài)操作，此時沒有發(fā)生燃料噴射定時調(diào)節(jié)以補償在一給定的發(fā)動機循環(huán)中燃料噴射次數(shù)的變化，其中燃料噴射定時就是指穩(wěn)態(tài)燃料噴射定時。
當(dāng)從模式“0”變化到“1”時，定時器201啟動。從模式“0”到模式“1”的改變表示檢測到發(fā)動機循環(huán)中燃料噴射次數(shù)的改變。定時器201的輸出量表示自檢測到燃料噴射次數(shù)的變化以后所經(jīng)過的時間。定時器201被設(shè)定成一與定時調(diào)節(jié)時段相等的時間。當(dāng)定時器201的所經(jīng)過的時間達到定時調(diào)節(jié)時段，模式則從“1”變到“0”。
定時器201的輸出被輸入到將所經(jīng)過的時間變換成一乘數(shù)的一變換器203。該乘數(shù)可有利地采取0和1之間的一值。也可采用用于該乘數(shù)的其它值的范圍。該乘數(shù)有利地至少部分地根據(jù)自燃料噴射次數(shù)變化之后所經(jīng)過的時間?；蛘撸芍辽俨糠值夭捎脧哪Ｊ礁淖冎蟮娜紵h(huán)的數(shù)量來計算該乘數(shù)。可通過相關(guān)的發(fā)動機測試數(shù)據(jù)來針對一特定類型的發(fā)動機校準(zhǔn)變換器203。例如可利用確定在改變?nèi)剂蠂娚浯螖?shù)時的、可減輕或消除發(fā)動機工作噪聲的燃料噴射定時的發(fā)動機測試來校準(zhǔn)變換器203。這些發(fā)動機測試結(jié)果可被用來確定使用所經(jīng)過的時間作為一變量的數(shù)學(xué)關(guān)系以計算該乘數(shù)。
將該乘數(shù)輸入一組合器205中。該組合器將該乘數(shù)與一定時補償量相組合，產(chǎn)生一經(jīng)修改的補償量。如圖2所示，較佳地，該乘數(shù)與定時補償量相乘，此時該組合器充當(dāng)?shù)氖且怀朔ㄆ??；蛘?，該乘?shù)可為通過組合器205加到定時補償量上或從定時補償量被減去的因數(shù)?？刹捎闷渌慕M合方法。
定時補償量可為例如引燃噴射定時補償量或主噴射定時補償量。如果例如引燃定時啟動，造成燃料噴射次數(shù)的改變，則輸入組合器205的定時補償量為引燃噴射定時補償量。主噴射根據(jù)需要及時遵循引燃噴射。如果例如引燃噴射定時停止，造成燃料噴射次數(shù)改變，則輸入組合器205的定時補償量為主噴射定時補償量。可通過許多方法來確定定時補償量。例如，可采用將發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負(fù)荷的改變作為輸入的一確定(器)(determine)211來確定定時補償量。
將來自組合器205的、經(jīng)修改的補償量輸入一轉(zhuǎn)換器或多路轉(zhuǎn)換器207。轉(zhuǎn)換器207的輸出由模式來控制。當(dāng)模式為“0”、即穩(wěn)態(tài)操作時，與燃料噴射次數(shù)的變化相關(guān)的燃料噴射定時補償量為0并由轉(zhuǎn)換器207輸出。當(dāng)模式為“1”時，轉(zhuǎn)換器207輸出修改過的補償量。一組合器209將轉(zhuǎn)換器207的輸出，即與燃料噴射次數(shù)變化相關(guān)的燃料定時補償量與燃料噴射系統(tǒng)可采用的其它燃料噴射定時因數(shù)相組合。這些因數(shù)可包括例如針對較低或較高海拔高度的定時調(diào)節(jié)、燃料溫度、向發(fā)動機巡行工作模式的過渡、空氣溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。組合器209輸出被用來控制燃料噴射的經(jīng)調(diào)節(jié)的燃料噴射定時。
圖3中示出了不同的定時補償量對時間的曲線圖。為了簡化起見，模式從“0”轉(zhuǎn)換到“1”時的時間等于0.0秒，而x軸的值表示自模式改變即自燃料噴射數(shù)量改變所經(jīng)過的時間。同樣是出于簡化起見，曲線301、303、305和307顯示的是發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷恒定的發(fā)動機狀況。
實線301示出了例如當(dāng)將引燃噴射加入主噴射時現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中典型的實施方式。燃料噴射定時幾乎瞬時從上死點前(BTDC)0°變到上死點前6°，即引燃噴射所希望的定時。從沒有引燃噴射到有一個引燃噴射的這樣一個快速變化會造成發(fā)動機工作噪聲和紊亂。
三根曲線303、305和307表示經(jīng)修改的補償量的三根不同的曲線，如關(guān)于圖2所述的?？刹捎萌我鈹?shù)量的、具有圖中所示的以外的其它形狀的曲線來達到所需的效果。當(dāng)燃料噴射次數(shù)增加時，例如當(dāng)引燃噴射被啟動或被加入到主噴射或者當(dāng)引燃噴射次數(shù)增加時，可采用圖3中的例子所示的曲線303、305和307。最陡的曲線303具有最短的定時調(diào)節(jié)時段，小于1.2秒。中間的曲線305具有1.8秒的調(diào)節(jié)時段。最平緩的曲線307具有2.2秒這一最長的定時調(diào)節(jié)時段。
在一單個定時調(diào)節(jié)時段過程中可采用曲線303、305和307之一。在此時段過程中，氣缸每次點火時，則通過氣缸點火的時間從該曲線來確定與點火相關(guān)的經(jīng)修改的定時補償量。如果氣缸在0.4秒時點火并采用曲線303，則經(jīng)修改的定時補償量為大約上死點前3.5°。隨著時間流逝，經(jīng)修改的定時補償量漸增或逐步增加，直到達到目標(biāo)或穩(wěn)態(tài)定時。
或者，在一單個定時調(diào)節(jié)時段過程中可采用兩根或更多曲線。例如，在0.4秒點火的氣缸可從平緩的曲線307選取上死點前0.2°的定時補償量，在0.6秒點火的氣缸可從中間曲線305選取上死點前2.5°的定時補償量，而在0.8秒點火的氣缸可從陡峭的曲線303選取上死點前5.2°的定時補償量?？筛鶕?jù)當(dāng)前的工作狀態(tài)來進行這樣的漸進。
曲線303、305和307是在變換器203中實施的。當(dāng)引燃噴射停止或引燃噴射次數(shù)減少時，可采用例如為曲線303、305和307沿x軸的鏡像的類似的曲線來調(diào)節(jié)定時，以隨時間的流逝將定時從例如上死點前6°減小到上死點前0°。
圖4示出了燃料噴射定時調(diào)節(jié)的方法的流程圖。在步驟401處確定是否發(fā)生燃料噴射次數(shù)的變化。如果沒有檢測到變化，則該方法在步驟401繼續(xù)嘗試檢測這樣的變化。當(dāng)在步驟401檢測到變化時，該方法繼續(xù)進行到步驟403，在該步驟確定定時調(diào)節(jié)時段?？梢赃x擇定時調(diào)節(jié)時段，由此建立定時曲線303、305和307?；蛘?，可選擇定時曲線303、305和307，由此建立定時調(diào)節(jié)時段。雖然會發(fā)生延遲，但當(dāng)模式從“0”變?yōu)椤?”時就開始定時調(diào)節(jié)時段。在步驟405，如關(guān)于圖2所述的那樣調(diào)節(jié)燃料噴射定時，直到定時調(diào)節(jié)時段在步驟407結(jié)束為止，而該方法則繼續(xù)進行步驟401。當(dāng)定時調(diào)節(jié)時段結(jié)束時，模式從“1”變?yōu)椤?”。
雖然本發(fā)明是通過一柴油發(fā)動機的單氣缸作為例子來說明的，但本發(fā)明也可應(yīng)用于具有一個或多個氣缸的發(fā)動機；各種發(fā)動機類型，例如直列式發(fā)動機、V型發(fā)動機等；具有不同的發(fā)動機點火順序的發(fā)動機；柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機或其它類型的發(fā)動機；渦輪增壓發(fā)動機或非渦輪增壓發(fā)動機；任何大小的發(fā)動機；以及具有可在一個發(fā)動機循環(huán)中將兩股或更多股燃料噴射送入發(fā)動機燃燒室的燃料噴射器的發(fā)動機。
本發(fā)明提供了許多的優(yōu)點。在將發(fā)動機的工作狀態(tài)過渡到多燃料噴射工作狀態(tài)或從該狀態(tài)過渡到其它狀態(tài)的過程中發(fā)動機紊亂或工作噪聲得以減少。可得到更平滑、更可靠和有效的發(fā)動機工作狀態(tài)和車輛性能，且車輛的可駕駛性以及發(fā)動機對環(huán)境的改善也得到提高。
本發(fā)明也可以其它的具體形式實施而不會背離其精神實質(zhì)和實質(zhì)特征。應(yīng)該認(rèn)為所描述的實施例僅僅是說明性的而非限定性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而非以上的描述來限定。所有落入權(quán)利要求及其等效內(nèi)容的范圍內(nèi)的改變都在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括以下步驟檢測向一內(nèi)燃機的一燃燒室中的燃料噴射次數(shù)的變化；確定當(dāng)檢測到所述變化時開始的一定時調(diào)節(jié)時段；以及在所述定時調(diào)節(jié)時段中調(diào)節(jié)燃料噴射定時。
2.一種方法，包括以下步驟檢測向一內(nèi)燃機的一燃燒室中的燃料噴射次數(shù)的變化；確定一定時調(diào)節(jié)時段；以及在所述定時調(diào)節(jié)時段中至少部分地根據(jù)自檢測之后所經(jīng)過的時間來漸增地調(diào)節(jié)燃料噴射定時。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)步驟包括至少部分地根據(jù)自檢測步驟之后所經(jīng)過的時間來漸增地調(diào)節(jié)燃料噴射定時。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，檢測步驟包括檢測燃料引燃噴射的啟動和停止之一。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)步驟包括確定一定時補償量；至少部分地根據(jù)自檢測之后所經(jīng)過的時間來確定一乘數(shù)；將所述定時補償量與該乘數(shù)相組合，生成一經(jīng)修改的補償量；利用所述經(jīng)修改的補償量來調(diào)節(jié)燃料噴射定時。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，定時補償量是基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負(fù)荷變化中的至少一項。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，隨著時間流逝，所述乘數(shù)在檢測到變化時的定時和穩(wěn)定狀態(tài)定時之間逐步遞增。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在定時調(diào)節(jié)時段中所述乘數(shù)逐漸變化。
9.一種設(shè)備，包括一發(fā)動機控制模塊，該控制模塊被布置和構(gòu)造成用來檢測向一內(nèi)燃機的一燃燒室中的燃料噴射次數(shù)從第一數(shù)量到第二數(shù)量的變化，從而確定一定時調(diào)節(jié)時段，并在該定時調(diào)節(jié)時段中調(diào)節(jié)燃料噴射定時；其中，發(fā)動機控制模塊能與一燃料噴射系統(tǒng)一起工作，該燃料噴射系統(tǒng)能夠提供第一數(shù)量和第二數(shù)量的向燃燒室內(nèi)的燃料噴射，其中，第一數(shù)量和第二數(shù)量不是同一個數(shù)量。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，燃料噴射定時是至少部分地根據(jù)自檢測到燃料噴射從第一數(shù)量到第二數(shù)量的變化之后所經(jīng)過的時間來進行補償?shù)摹?br> 11.如權(quán)利要求1或2所述的方法或者如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，燃料噴射定時是通過補償引燃噴射定時來進行調(diào)節(jié)的。
12.如權(quán)利要求1或2所述的方法或者如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，燃料噴射定時是通過補償主噴射定時來進行調(diào)節(jié)的。
全文摘要
一種用來調(diào)節(jié)燃料噴射定時的方法和設(shè)備，檢測(401)對一燃燒室(105)的燃料噴射次數(shù)的變化。在一定時調(diào)節(jié)時段中，可漸增地、例如通過一系列的步驟和增量調(diào)節(jié)用于燃料噴射的定時(405)，并且/或者至少部分地根據(jù)自檢測到燃料噴射次數(shù)的變化之后所經(jīng)過的時間來進行調(diào)節(jié)。
文檔編號F02D41/30GK1922394SQ200580005598
公開日2007年2月28日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者S·J·迪肯森, J·T·比尤凱爾 申請人:萬國引擎知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司