專利名稱：:用于多次燃料噴射系統(tǒng)的波形轉(zhuǎn)換方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般地涉及電子控制的燃料噴射系統(tǒng)，具體來說，涉及一種方法和裝置，在一燃料噴射事件(injectionevent)中，該裝置根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對內(nèi)燃機(jī)的氣缸供應(yīng)多次燃料噴射，并確定燃料噴射器裝置何時應(yīng)在噴射波形之間轉(zhuǎn)換，以在一特定的噴射事件中提供不同次數(shù)的燃料噴射。
背景技術(shù)：
：電子控制的燃料噴射器在本
技術(shù)領(lǐng)域：
：內(nèi)是眾所周知的，其包括液壓致動電子控制的燃料噴射器以及機(jī)械致動電子控制的燃料噴射器。電子控制的燃料噴射器通常根據(jù)從電子控制器中收到的噴射信號將燃料噴射到一特定的發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。這些信號包括指示要求的噴射率的各種波形，其包括每一噴射事件內(nèi)的噴射次數(shù)以及要求的時間和噴射到氣缸內(nèi)的燃料量。與發(fā)動機(jī)廢氣排放有關(guān)的排放規(guī)定在全球正日益變得越來越嚴(yán)格，例如，包括對碳?xì)浠衔?、一氧化碳排放的限制，顆粒物質(zhì)釋放的限制，以及氧化氮(NOx)釋放的限制等。調(diào)整對燃燒室噴射的次數(shù)和燃料的噴射率，以及這樣燃料噴射的數(shù)量和時間，只是控制排放和滿足這樣排放標(biāo)準(zhǔn)的一種方法。其結(jié)果，多次噴射技術(shù)被用來修正燃燒過程的不良特性，力圖譜減小排放和噪音水平。多次燃料噴射通常包括在一特定的噴射事件中，將供應(yīng)到氣缸內(nèi)的總的燃料量分解成多次單獨的燃料噴射，例如，一引燃噴射、一主噴射以及一后繼噴射。然而，在不同的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中，有必要使用不同的噴射策略，即，不同次數(shù)的燃料噴射，以便達(dá)到所要求的發(fā)動機(jī)運(yùn)行和排放控制。如本發(fā)明中所使用的，一噴射事件定義為在發(fā)動機(jī)一個循環(huán)過程中發(fā)生在氣缸內(nèi)的噴射。例如，一特殊氣缸的四沖程發(fā)動機(jī)的一個循環(huán)包括吸氣、壓縮、膨脹和排氣沖程。因此，四沖程發(fā)動機(jī)內(nèi)的噴射事件包括多次噴射，在活塞的四個沖程過程中在氣缸內(nèi)發(fā)生這些噴射。本
技術(shù)領(lǐng)域：
：內(nèi)使用的術(shù)語“射油”也指實際的燃料噴射，或指對于一燃料噴射器或其它燃料致動裝置的當(dāng)前的指令信號，該信號指示對發(fā)動機(jī)的燃料噴射或供應(yīng)。其結(jié)果，根據(jù)變化的運(yùn)行條件，燃料噴射次數(shù)、噴射時間、壓力和燃料量會變化，以便達(dá)到理想的排放和理想的燃料消耗。這意味著，根據(jù)發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)載荷，最好使用不同的噴射波形類型。在某些系統(tǒng)中，所使用的燃料噴射器有些局限于可使用特殊類型的噴射流波形。其結(jié)果，諸如在一給定噴射事件中燃料噴射太快和/或允許燃料噴射超過一要求的停止點(stoppingpoint)那樣的問題會不利地影響排放輸出和燃料經(jīng)濟(jì)性。在達(dá)到多次噴射和不同噴射波形的系統(tǒng)中，已經(jīng)確定必須在一定情形下較好地控制從一種類型的波形向另一類型波形的轉(zhuǎn)換，以便防止過度的噪音和在兩個不同波形類型之間重復(fù)地前后地轉(zhuǎn)換，造成發(fā)動機(jī)和排放的特性降低以及發(fā)動機(jī)可能的不穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在一特定的噴射事件中，要求控制和供應(yīng)向一特定的氣缸的任何次數(shù)的燃料噴射，以便根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)行條件最大程度地降低排放和燃料消耗，并在不同波形類型之間提供一更加順利的、更加有控制的和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換。因此，本發(fā)明旨在克服以上闡述的一個或多個問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個方面揭示了一種電子控制的燃料噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)在一單個的噴射事件中能對一內(nèi)燃機(jī)的特定氣缸供應(yīng)多次燃料噴射。該系統(tǒng)包括至少一個燃料噴射裝置，它被操作來供應(yīng)多次燃料噴射；以及，一控制器，它可被操作以確定主動的噴射波形，或在一噴射事件過程中根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件供應(yīng)多次的燃料噴射。在一優(yōu)選的實施例中，控制器可被操作以根據(jù)一查詢表(lookuptable)或圖譜確定一潛在的噴射波形，該查詢表或圖譜根據(jù)載荷和發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)載荷來選擇潛在的波形?？刂破鬟€可被操作以設(shè)置單個的校核燃料滯后值(checkfuelhysteresisvalue)和發(fā)動機(jī)速度滯后值，其后確定燃料變化和發(fā)動機(jī)速度變化。然后，控制器比較燃料滯后值與燃料變化，發(fā)動機(jī)速度滯后值與發(fā)動機(jī)速度變化。如果燃料變化大于燃料滯后值，且發(fā)動機(jī)速度變化也大于發(fā)動機(jī)速度滯后值，則控制器將主動波形改變到潛在的波形，并存儲當(dāng)前的燃料和發(fā)動機(jī)速度值?；蛘撸绻剂献兓恢碌卮笥谝画h(huán)路燃料滯后(loopfuelhysteresis)，該環(huán)路燃料滯后具有一不同于單個校核燃料滯后的帶(band)，以大于一選定的時間段，然后，主動的波形將變化到潛在的波形。這使用一環(huán)路計算器來實現(xiàn)，如果潛在的波形等于主動的波形或燃料變化小于環(huán)路燃料滯后值，則計數(shù)器需重新設(shè)定。因此，在連續(xù)的全部選擇的時間段內(nèi)，燃料變化必須大于環(huán)路燃料滯后值。在本發(fā)明的另一方面中，一計算機(jī)可讀取的媒體包含對于控制燃料噴射控制系統(tǒng)的指令，以便從一個波形轉(zhuǎn)換到另一波形。該指令分別確定燃料變化和發(fā)動機(jī)速度變化是否大于燃料滯后和發(fā)動機(jī)速度滯后。該指令還重復(fù)地比較燃料變化與環(huán)路燃料滯后值，且如果在大于約3.8秒內(nèi)燃料變化一致地大于或等于環(huán)路燃料滯后值，則主動波形變化到潛在的波形。本發(fā)明的還有另一方面描述了一控制燃料噴射控制系統(tǒng)以從一波形轉(zhuǎn)換到另一波形的方法。該方法包括設(shè)定單個校核燃料滯后值、環(huán)路燃料滯后值以及發(fā)動機(jī)速度滯后值。從一查詢表或圖譜中確定一潛在的波形，通過比較當(dāng)前燃料和發(fā)動機(jī)速度值以及以前的燃料和發(fā)動機(jī)速度值，確定一單個校核燃料變化、一發(fā)動機(jī)速度以及一環(huán)路燃料值變化。如果單個校核燃料變化和發(fā)動機(jī)速度兩者大于單個校核中的對應(yīng)的滯后值，則主動波形變化到潛在的波形。附加地或替代地，如果環(huán)路燃料值變化大于環(huán)路燃料滯后值一個重復(fù)的比較值，則主動波形變化到潛在的波形。主動波形和潛在的波形之間的變化可包括在變化到潛在波形之前將主動波形變化到至少一個遞增的波形。為了更好地理解本發(fā)明，可參照諸附圖，其中圖1是結(jié)合本發(fā)明的一實施例使用的電子控制的噴射器燃料系統(tǒng)的典型的示意圖；圖2是一個三個燃料噴射事件波形的示意圖；圖3是每一噴射事件中具有不同次數(shù)的燃料噴射的另三個燃料噴射事件波形的示意圖；圖4是作為燃料和發(fā)動機(jī)速度的一函數(shù)的要求的波形的示范的、示意的查詢圖；圖5是一示意的方框圖，示出允許從一個波形轉(zhuǎn)換到另一波形的操作步驟的一部分；圖6是圖5的繼續(xù)，它是示出本發(fā)明環(huán)路計數(shù)器功能的操作步驟的示意方框圖；圖7是圖6的繼續(xù)，它是示出激發(fā)根據(jù)本發(fā)明所述的波形變化的其余的操作步驟的示意方框圖；圖8是示出圖6方框圖一部分的一替代實施例的示意方框圖。具體實施方式參照譜1，圖中示出一液壓致動電子控制的燃料噴射系統(tǒng)10，它為一適于直接噴射的壓縮點燃式發(fā)動機(jī)12的示范的結(jié)構(gòu)。該燃料系統(tǒng)10包括一或多個位于燃料噴射器14處的電子控制的燃料噴射裝置，它們適于定位在發(fā)動機(jī)12的對應(yīng)的氣缸頭孔內(nèi)。盡管圖1的實施例適于一直立六缸發(fā)動機(jī)，但應(yīng)該認(rèn)識到和預(yù)料到并可以理解到本發(fā)明也同樣適用于諸如V型發(fā)動機(jī)和旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)那樣的其它類型的發(fā)動機(jī)，并可理解到發(fā)動機(jī)可包含任何多個氣缸或燃燒室。此外，盡管圖1的實施例也示出了液壓致動電子控制的燃料噴射系統(tǒng)，但同樣可認(rèn)識和預(yù)料到本發(fā)明也同樣適用于其它類型的燃料噴射裝置，其中包括電子控制的噴射器、機(jī)械致動電子控制的噴射器單元以及流體致動普通給油管型的帶有數(shù)字控制的燃料閥的燃料噴射系統(tǒng)。圖1的燃料系統(tǒng)10包括一用來將驅(qū)動流體供應(yīng)到各噴射器14的裝置或設(shè)備16、一用來將燃料供應(yīng)到各噴射器的裝置或設(shè)備18、用來控制燃料噴射系統(tǒng)的電子控制裝置20。噴射系統(tǒng)包括由噴射器14噴射燃料的方法和頻率，該噴射系統(tǒng)包括時間、每個噴射事件的噴射次數(shù)、每次噴射的燃料量、各次噴射之間的時間延遲以及噴射一時間圖形(injectionprofile)。該系統(tǒng)還可包括用來從離開各噴射器14的驅(qū)動流體中再循環(huán)流體和/或回收的液壓能的裝置或設(shè)備22。驅(qū)動流體供應(yīng)裝置16較佳地包括一驅(qū)動流體貯槽或容器24、一相對低的壓力驅(qū)動流體傳送泵26、一驅(qū)動流體冷卻器28、一或多個驅(qū)動流體過濾器30、一用來在驅(qū)動流體中產(chǎn)生相對高壓的高壓泵32以及至少一個相對高壓的驅(qū)動流體集管或給油管36。一公有給油管通道38與從相對高壓驅(qū)動流體泵32引出的出口流體地連通。一給油管分支通道40將各噴射器14的驅(qū)動流體入口連接于高壓公有給油管通道38。在一機(jī)械致動電子控制噴射器的情形中，集管36、公有給油管通道38和分支通道40通常用某種類型的凸輪致動結(jié)構(gòu)或其它用來致動這樣噴射器的機(jī)械裝置予以替代。機(jī)械致動電子控制的燃料噴射器單元的實例被揭示在美國專利5,947,380和5,407,131中。在優(yōu)選的實施例中，噴射裝置是一燃料噴射器，但可以是與公有給油管燃料系統(tǒng)相連的數(shù)字控制的燃料閥。裝置22可包括一用于各噴射器的積聚廢流體控制閥50、一公共再循環(huán)管線52以及一連接在驅(qū)動流體泵32與再循環(huán)管線52之間的液壓馬達(dá)54。離開各噴射器14的驅(qū)動流體排放口的驅(qū)動流體可進(jìn)入再循環(huán)管線52，再循環(huán)管線52將這樣的流體輸送到液壓能再循環(huán)或回收裝置22。再循環(huán)驅(qū)動流體的一部分被引導(dǎo)到高壓驅(qū)動流體泵32，而另一部分通過再循環(huán)管線34返回到驅(qū)動流體貯槽24內(nèi)。在一優(yōu)選的實施例中，驅(qū)動流體是發(fā)動機(jī)潤滑油，而驅(qū)動流體貯槽24是一發(fā)動機(jī)潤滑油貯槽。這允許燃料噴射系統(tǒng)要被連接作為一發(fā)動機(jī)潤滑油循環(huán)系統(tǒng)的寄生的子系統(tǒng)?；蛘?，驅(qū)動流體可以是燃料。燃料供應(yīng)裝置18較佳地包括一燃料箱42、一布置成在燃料箱42與各噴射器14的燃料入口之間流體地連通的燃料供應(yīng)通道44、一相對低壓力的燃料傳送泵46、一或多個燃料過濾器48、一燃料供應(yīng)調(diào)節(jié)閥49以及一布置成與各噴射器14和燃料箱42之間流體地連通的燃料循環(huán)和返回通道47。電子控制裝置20較佳地包括一控制器，具體來說，一電子控制模塊(ECM)56，它一般的用途在本
技術(shù)領(lǐng)域：
：內(nèi)是眾所周知的。ECM56通常包括一諸如微控制器或微處理器的處理裝置、一諸如比例積分微分(PID)控制器的用來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)速度的調(diào)節(jié)器以及包括輸入/輸出電路、電源電路、信號調(diào)節(jié)電路、電磁驅(qū)動器電路、模擬電路和/或編程邏輯陣列以及相關(guān)的存儲器的線路。存儲器連接到微控制器或微處理器，并儲存指令組、圖譜、查詢表、變量等。ECM56可用來控制燃料噴射的許多方面，其包括(1)燃料噴射定時，(2)在一噴射事件中總的燃料噴射量，(3)燃料噴射壓力，(4)在每個噴射事件中單獨噴射或射油的次數(shù)，(5)每兩次單獨噴射或射油之間的時間間隔，(6)各次噴射或射油的持續(xù)時間，(7)與各次噴射或射油相關(guān)的燃料量，(8)軀動流體壓力，(9)噴射器波形的當(dāng)前水平，以及(10)上述參數(shù)的任何組合。各個這樣的參數(shù)獨立于發(fā)動機(jī)速度和載荷可變化地受到控制。ECM56接受多個傳感器輸入信號S1-S8，這些信號對應(yīng)于諸如發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件那樣已知的傳感器輸入，這些輸入包括發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)溫度、驅(qū)動流體的壓力、氣缸活塞位置等，它們用來對其后的噴射事件確定噴射參數(shù)的精確組合。例如，一發(fā)動機(jī)溫度傳感器58在圖1中顯示為連接于發(fā)動機(jī)12。在一實施例中，發(fā)動機(jī)溫度傳感器包括發(fā)動機(jī)油溫傳感器。然而，一發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器也可用來探測發(fā)動機(jī)溫度。發(fā)動機(jī)溫度傳感器58產(chǎn)生一信號S1(圖1中)并經(jīng)線S1輸入到ECM56。在圖1所示的特定實例中，ECM56發(fā)出控制信號S9來控制來自泵32的驅(qū)動流體壓力，以及，一燃料噴射信號S10來激勵各燃料噴射器內(nèi)的螺線管或其它電動裝置，由此，控制各噴射器14內(nèi)的燃料控制閥，并致使燃料噴射到各對應(yīng)的發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。獨立于發(fā)動機(jī)速度和載荷，可變化地控制各噴射參數(shù)。在燃料噴射器14的情形中，控制信號S10是一燃料噴射信號，該燃料噴射信號是對于噴射器螺線管或其它電致動器的一ECM指令的燃料流。業(yè)已認(rèn)識到任何特定的燃料噴射事件中所要求的燃料噴射類型通常將根據(jù)各種發(fā)動機(jī)允許條件進(jìn)行變化。為了努力達(dá)到要求的排放和燃料消耗量，業(yè)已發(fā)現(xiàn)在燃料噴射事件中，在變化的發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件下，對一特定氣缸供應(yīng)多個(兩個或多個)單獨的燃料噴射達(dá)到了要求的發(fā)動機(jī)運(yùn)行以及排放控制。圖2示出一個包括三次單獨燃料噴射的多次噴射，即，一第一燃料噴射或引燃噴射(pilotshot)60、一第二燃料噴射或主噴射62以及一第三噴射或后繼噴射(anchorshot)64。如圖2所示，引燃噴射60通過某確定時間因子、曲軸角或主延遲61，在主噴射62之前噴射到燃燒室內(nèi)，而后繼噴射根據(jù)確定的時間因子、曲軸角或后繼延遲63，在主噴射62之最后噴射。根據(jù)與電子控制器56相關(guān)的編程以及存儲在控制器56的存儲器內(nèi)的各種不同的圖譜和/或查詢表——圖譜和/或查詢表包括涉及到發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)載荷、與給油管通道38相關(guān)的壓力(給油管壓力)、要求的總?cè)剂狭恳约捌渌鼌?shù)的圖譜和/或查詢表——控制器56將能動態(tài)地確定每次噴射的合適的噴射次數(shù)、對各次噴射60、62和64所要求的燃料量以及由此對它們的劃分，并能確定各次噴射所要求的定時和持續(xù)時間。在圖2所示的三次噴射的多次噴射中，供應(yīng)到發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的總?cè)剂系囊徊糠謱⑼ㄟ^引燃噴射60進(jìn)行噴射，這樣總?cè)剂系囊徊糠謱⑼ㄟ^主噴射62進(jìn)行噴射，待噴射的總?cè)剂系钠溆嗖糠謱⑼ㄟ^后繼噴射64進(jìn)行噴射。一個三次噴射的多次噴射具有以穩(wěn)定的方式轉(zhuǎn)換到較少次噴射的能力，這樣的多次噴射在廢氣排放方面具有優(yōu)點，包括減少顆粒排放和/或減少NOx排放，以及在許多發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件下所要求的發(fā)動機(jī)性能，這將在下文中進(jìn)一步解釋。如上所述，所要求的燃料噴射信號可根據(jù)諸如發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)載荷之類的變化的發(fā)動機(jī)狀態(tài)而變化。在優(yōu)選的實施例中，可使用一圖譜或查詢表來確定基于發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)載荷的所要求的燃料噴射信號。在一實施例中，由調(diào)節(jié)器所要求的總的燃料量可用作為載荷的一種指示。在一替代的實施例中，發(fā)動機(jī)溫度和功率設(shè)置可結(jié)合總的要求的燃料量使用以便指示發(fā)動機(jī)的載荷。或者，發(fā)動機(jī)的要求的扭矩可用來指示載荷。參照圖2和3，使用所要求的燃料作為載荷的一種指示、作為發(fā)動機(jī)速度變化和燃料量或載荷變化，則要求的燃料量、多次射油(fuelshot)中的燃料分配以及要求的燃料噴射次數(shù)可以變化。因此，在一優(yōu)選的實施例中，要求三種可能的射油和主噴射，則有四種可能的波形，它們用整數(shù)零(0)(圖3)、整數(shù)1(圖3)、整數(shù)2(圖3)和整數(shù)3(圖2)代表。示于圖2中的第一波形包括所有三次噴射并用整數(shù)3代表。其它可能的波形包括各種組合和省略三次噴射。在圖3的頂線中，波形0僅具有主噴射62。底線示出一具有引燃噴射60和主噴射62的波形1，中間線示出一具有主噴射62和后繼噴射64的波形2。根據(jù)圖5、6和7中所示的程序，操作控制器來改變波形。該程序較佳地存儲在一計算機(jī)可讀媒體上，諸如由ECM/控制器56提供的存儲器。此外，操作控制器來產(chǎn)生控制和噴射信號S10，以便通過一計算機(jī)可讀數(shù)據(jù)傳輸媒體進(jìn)行傳輸，傳輸媒體與包括顯示器和鍵區(qū)的診斷和設(shè)計裝置(未示出)連通。在另一實施例中，可進(jìn)行一第四噴射來改進(jìn)一定運(yùn)行條件下的燃燒和排放。第四噴射意指一最后噴射(postshot)并在后繼噴射之后。如果沒有后繼噴射的話，則最后噴射跟在主射油之后。添加第四噴射可增加波形組合的可能數(shù)達(dá)到8。一般來說，最后噴射最好在上死點之后盡可能晚。因此，可能波形的數(shù)量隨著噴射次數(shù)增加而增加，并因此得到計數(shù)。此外參照圖4，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中，理想的噴射波形和每次噴射事件的對應(yīng)的燃料噴射次數(shù)變化為發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)載荷。如上所述，調(diào)節(jié)器所要求的總的理想的燃料量的變化可用來指示載荷的變化。在圖4的示范的查詢表或圖譜100中，當(dāng)燃料或載荷約小于額定發(fā)動機(jī)載荷的1/4時，具有主噴射和后繼噴射的波形2對于任何發(fā)動機(jī)速度是理想的。當(dāng)燃料或載荷大于額定發(fā)動機(jī)載荷的1/4且發(fā)動機(jī)速度處于范圍A時，具有引燃噴射和主噴射的波形1是理想的。在發(fā)動機(jī)速度范圍B內(nèi)，波形2是理想的。在發(fā)動機(jī)速度范圍C內(nèi)，具有三次噴射的波形3是理想的。在范圍D內(nèi)，理想的波形返回到波形2。而且，對于高于范圍D的發(fā)動機(jī)速度，僅具有主噴射62的波形0是理想的。然而，每次發(fā)動機(jī)速度和燃料移動到查詢表或圖譜的不同波形區(qū)域并不希望波形改變。允許波形根據(jù)查詢表或圖譜自由變化，可導(dǎo)致波形前后變化太頻繁，尤其是，如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)跨界兩個不同波形區(qū)域，且這樣的狀態(tài)在兩個不同區(qū)域之間前后地波動。因此，為了達(dá)到理想的波形穩(wěn)定性，在允許波形轉(zhuǎn)換之前，確認(rèn)由調(diào)節(jié)器設(shè)定的發(fā)動機(jī)速度和/和載荷/燃料量有足夠的變化。參照圖5、6和7，多次燃料噴射波形選擇程序開始和返回位置被標(biāo)識在102處，并導(dǎo)致一選擇步驟104，它對應(yīng)于發(fā)動機(jī)速度滯后值和兩組燃料滯后值。如果需要的話，一滯后是一可用圖示方法顯示的帶，其代表燃料或載荷操作量的值和運(yùn)行發(fā)動機(jī)速度值的一范圍。例如，對于2200rpm的運(yùn)行發(fā)動機(jī)速度，發(fā)動機(jī)速度的滯后值可以是25rpm。即，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)換到給定范圍內(nèi)時，變化需要超過該范圍的閾值。滯后值將按如下所述地使用，以確定發(fā)動機(jī)速度的變化何時超過對應(yīng)于給定運(yùn)行發(fā)動機(jī)速度的滯后值(例如，25rpm)。即，該程序探測一發(fā)動機(jī)速度變化范圍從2200rpm到大于2225rpm，或從2200rpm到小于2175rpm。兩組燃料滯后值包括單個校核燃料滯后值和環(huán)路燃料滯后值。單個校核燃料滯后值之所以這樣稱呼是因為僅一個比較校核(comparisoncheck)可導(dǎo)致一波形轉(zhuǎn)換，其中，進(jìn)行與環(huán)路滯后值的多次比較。單個校核燃料滯后值最好組合發(fā)動機(jī)速度滯后值使用，而環(huán)路燃料滯后值最好用于如下所述的環(huán)路計數(shù)器內(nèi)。因為單個校核燃料滯后值組合于發(fā)動機(jī)速度滯后值使用，且環(huán)路燃料滯后值單獨地使用，所以，單個校核燃料滯后值較佳地是一窄帶滯后值，而環(huán)路燃料滯后較佳地是一較寬帶的滯后。即，對于特定操作燃料量的環(huán)路燃料滯后值將大于對于同一燃料量的單個校核燃料滯后值。較佳地，環(huán)路燃料滯后值應(yīng)至少等于單個校核燃料滯后值。在步驟104，滯后值可通過控制器設(shè)定到預(yù)定的缺省值(defautvalue)、超越值(overridevalue)，或動態(tài)確定值。動態(tài)確定值可以在發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中動態(tài)地確定和更新。超越值用作為設(shè)計工具，通過小室展開器(celldeveloper)來隔絕狀態(tài)和限制氣缸內(nèi)的變化。超越值用于發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行。如果沒有要求的超越值，則滯后值設(shè)定為缺省值。在步驟106，控制器根據(jù)調(diào)節(jié)器要求的當(dāng)前燃料確定一潛在的波形，例如，總的要求的燃料量，以及被傳感器探測的發(fā)動機(jī)速度。較佳地，通過在一諸如圖4那樣的查詢表或圖譜上查找潛在的波形，可確定潛在波形。在步驟108，控制器確定一單個校核燃料變化和一單個校核發(fā)動機(jī)速度變化。燃料變化設(shè)定為先前燃料小于當(dāng)前燃料的一差值的絕對值，發(fā)動機(jī)速度變化設(shè)定為先前發(fā)動機(jī)速度小于當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度的一差值的絕對值。通過比較當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度和總的要求燃料量與先前儲存或記錄的噴射波形最后一次變化時的發(fā)動機(jī)速度和燃料量，可確定這些變化值。每次設(shè)定先前燃料和發(fā)動機(jī)速度，有一波形的轉(zhuǎn)換。參照圖6，流程圖部分110示出本發(fā)明的環(huán)路計數(shù)器功能，它利用了環(huán)路燃料滯后值。環(huán)路計數(shù)器110內(nèi)的諸步驟將被編號，并在圖中一般地用箭頭指示。首先，環(huán)路計數(shù)器對一超越(override)112校核，該計數(shù)器在步驟113處設(shè)定為超越。如果沒有超越，則在步驟114處潛在波形與當(dāng)前主動波形作比較。如果潛在波形與主動波形相同，則在步驟116處環(huán)路計數(shù)器重新設(shè)定回到1，而環(huán)路先前燃料量設(shè)定到當(dāng)前燃料量。因此，環(huán)路先前燃料總是最后一次等于主動波形的潛在波形的燃料。然后，程序移至一波形轉(zhuǎn)換決定步驟130。如果潛在波形不等于主動波形則跳過步驟116，在步驟118處再次比較波形以確定哪個更大。根據(jù)賦予各種波形的整數(shù)或表達(dá)(如圖2-4所示)來確定哪個波形較大。換句話說，波形2大于波形1和0，而波形2小于波形3。如果潛在波形大于主動波形，則一般來說，與主動波形相比潛在波形需要更多的燃料，這是因為燃料噴射次數(shù)與各波形相關(guān)以及燃料分配與各次噴射相關(guān)的緣故。因為需要更多的燃料，通過在步驟119處從當(dāng)前燃料中減去環(huán)路先前燃料，程序指令可確認(rèn)對于這樣的轉(zhuǎn)換的確有更多燃料供應(yīng)，如果在步驟120處差值是正值，則環(huán)路燃料變化設(shè)定到該差值?；蛘撸绻诓襟E120處差值是負(fù)值，則在步驟121處環(huán)路燃料變化設(shè)定為零。這里，再次通過在步驟116處比較當(dāng)前燃料與先前儲存的環(huán)路燃料值，可確定環(huán)路燃料變化。然后，環(huán)路燃料變化在步驟122處與環(huán)路燃料滯后值相比較，如果環(huán)路燃料變化大于或等于環(huán)路燃料滯后值，則在步驟123處計數(shù)器增加1。如果環(huán)路燃料變化小于環(huán)路燃料滯后值，如果環(huán)路燃料變化為零其必要是這樣的情形，則在步驟124處計數(shù)器重新設(shè)定為1。然后，程序移至波形轉(zhuǎn)換決定步驟130。當(dāng)計數(shù)器對應(yīng)于一選定的時間段增加一選定的次數(shù)時，例如，255次，它自動地翻轉(zhuǎn)到零(0)，而當(dāng)計數(shù)器為零時，如下所述，主動波形變化到潛在波形。因此，在程序唯一以燃料變化為基礎(chǔ)變化到較大的主動波形之前，程序確認(rèn)存在有且已經(jīng)有255次連續(xù)的校核，或某些其它預(yù)定的次數(shù)的校核，更多的燃料可供給波形轉(zhuǎn)換到一較大的波形。根據(jù)控制器速度，程序大約每15毫秒通過一次環(huán)路。因此，燃料所要求的變化必須連續(xù)地存在一選定的時間段，例如3.8秒，以使主動波形轉(zhuǎn)換為潛在波形。應(yīng)該認(rèn)識到根據(jù)發(fā)動機(jī)的特定的運(yùn)行狀態(tài)，也可選擇其它時間因子和其它參數(shù)。如果在步驟118處的潛在波形和主動波形的比較揭示出潛在波形小于主動波形，則一般地，與主動波形相比，對于潛在波形需要較少的燃料。因為需要較少的燃料，所以，通過在步驟125處從環(huán)路先前燃料中減去當(dāng)前燃料，程序指令可確認(rèn)對于這樣的轉(zhuǎn)換的確有更少燃料供應(yīng)，如果在步驟126處差值是正值，則環(huán)路燃料變化設(shè)定到該差值。或者，如果在步驟126處差值是負(fù)值，則在步驟128處環(huán)路燃料變化設(shè)定為零。然后，如上所述，在步驟122處比較環(huán)路燃料變化與環(huán)路燃料滯后值，如果環(huán)路燃料變化大于或等于環(huán)路燃料滯后值，則在步驟123處計數(shù)器增加1。如果環(huán)路燃料變化小于環(huán)路燃料滯后值而且環(huán)路燃料變化為零其必要是這樣的情形，則在步驟124處計數(shù)器重新設(shè)定為1。然后，程序移至波形轉(zhuǎn)換決定步驟130。再者，當(dāng)計數(shù)器增加超過一閾值時，例如255次，或某些其它預(yù)定次數(shù)的比較，它自動地翻轉(zhuǎn)到零(0)，而當(dāng)計數(shù)器為零時，如下所述，主動波形變化到潛在波形。因此，在程序唯一以燃料變化為基礎(chǔ)變化到較小的主動波形之前，程序確認(rèn)存在有且已經(jīng)有255次連續(xù)的校核，更少的燃料可供給波形轉(zhuǎn)換到一較小的波形。在圖8所示的一替代的實施例中，該程序比較主動波形與潛在波形，并在步驟114處如前那樣確定它們是否相等。然而，在兩個波形不相等的情形中，程序不確定哪個較大。如果波形不相等，則在步驟119處程序設(shè)定環(huán)路燃料變化等于燃料小于環(huán)路燃料的絕對值，并如前那樣前進(jìn)到步驟122。在波形轉(zhuǎn)換決定步驟130處，在步驟108處確定的單個校核燃料變化與單個校核燃料滯后值相比較，而在步驟108處確定的發(fā)動機(jī)速度變化與發(fā)動機(jī)速度滯后值相比較。在通過程序的任何單個運(yùn)行中，如果單個校核燃料變化大于或等于單個校核燃料滯后值，而發(fā)動機(jī)速度變化大于或等于發(fā)動機(jī)速度滯后值，則程序?qū)⒃诓襟E132處比較潛在波形與主動波形。如果附加地或替代地在步驟130處，環(huán)路計數(shù)器為零(0)，則程序也將在步驟132處比較潛在波形與主動波形。如果潛在波形和主動波形相等，則程序返回到軟件中的某一點，該點是召回功能而不設(shè)定燃料和發(fā)動機(jī)速度。如果潛在波形和主動波形不相等，則各燃料噴射器14的主動波形在轉(zhuǎn)換過程之后變化到潛在波形。在轉(zhuǎn)換過程中，主動波形可設(shè)定到一增量的波形，以使先前的主動波形與潛在的波形之間光滑地過渡(步驟134)。增量波形可包括在發(fā)動機(jī)12的多個噴射器14之間施加不同的個別的波形。例如，該增量波形可包括對某些燃料噴射器14施加潛在波形，而發(fā)動機(jī)12的其余燃料噴射器14繼續(xù)接受先前的主動波形。借助于施加到不同燃料噴射器14的不同波形，可一直保持增量波形的施加，直到轉(zhuǎn)換過程完成為止(步驟136)，此后，主動波形設(shè)定到潛在波形(步驟138)，而發(fā)動機(jī)12的各燃料噴射器14接受潛在波形。在轉(zhuǎn)換過程中接受潛在波形的燃料噴射器14的數(shù)量可以是一或多個燃料噴射器14，但不是全部的燃料噴射器。盡管在轉(zhuǎn)換過程中接受潛在波形的燃料噴射器14的數(shù)量可以在整個轉(zhuǎn)換過程中保持恒定不變，但應(yīng)該理解到在轉(zhuǎn)換過程中接受潛在波形的燃料噴射器14的數(shù)量可在轉(zhuǎn)換過程中增加，以便進(jìn)一步使主動波形全部施加到潛在波形之間的過渡變得光滑。例如，如果當(dāng)前主動波形是波形2而潛在波形是波形3，則增量波形可以施加于發(fā)動機(jī)12的燃料噴射器14，以使半數(shù)的燃料噴射器14接受波形3，而另外半數(shù)的燃料噴射器14繼續(xù)接受波形2。此外，當(dāng)主動波形在步驟138處完全變化為潛在波形時，在所有噴射器接受波形3之前接受潛在波形3的噴射器14的數(shù)量可在轉(zhuǎn)換過程中增加。應(yīng)該認(rèn)識到增量波形(即，哪些燃料噴射器接受潛在波形和哪些燃料噴射器不接受)可通過合適的圖譜、查詢表、算法或其它功能予以建立，且轉(zhuǎn)換過程可以是任何合適的過程。例如，轉(zhuǎn)換過程可以在多個發(fā)動機(jī)循環(huán)上延伸。還應(yīng)該認(rèn)識到增量波形可包括每次噴射比主動或潛在波形或多或少的燃料。此外，在步驟138處，發(fā)動機(jī)先前的速度設(shè)定為此時的當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度，先前燃料設(shè)定為此時的當(dāng)前燃料。然后，程序返回到開始位置102。該程序具有使發(fā)動機(jī)狀態(tài)稍許超過波形轉(zhuǎn)換所需的狀態(tài)的作用，因此，控制器在波形轉(zhuǎn)換中提供了被提高了的穩(wěn)定性。工業(yè)適用性如上所述，使用根據(jù)本發(fā)明的噴射方法和系統(tǒng)，可在一定的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中對于排放提供更好的控制。盡管用來供應(yīng)多次燃料噴射的特定的噴射波形根據(jù)特定的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而變化，但本系統(tǒng)能動態(tài)地確定與各個噴射事件相關(guān)的時間、噴射持續(xù)時間、噴射量、兩次噴射之間的任何延遲、各噴射事件內(nèi)的噴射次數(shù)以及氣缸活塞相對于各噴射事件開始時的位移，而不管是使用電子控制燃料噴射器類型還是數(shù)字控制閥或公共的給油管燃料系統(tǒng)，也不管發(fā)動機(jī)采用何種類型以及采用的燃料是何種類型。在這一點上，與給油管壓力、發(fā)動機(jī)速度、燃料、發(fā)動機(jī)載荷、引燃噴射/主噴射/后繼噴射的時間、噴射波形、引燃燃料量/主燃料量/后繼燃料量、后繼時間延遲以及其它參數(shù)相關(guān)的合適的燃料圖譜可以儲存或另外編程到ECM56內(nèi)，以便用于發(fā)動機(jī)所有的運(yùn)行狀態(tài)中。儲存在ECM編程的存儲器內(nèi)的這些運(yùn)行圖譜、查詢表和/或數(shù)學(xué)方程確定和控制各種參數(shù)，包括與合適的多次噴射事件相關(guān)的波形，以便達(dá)到要求的排放控制。如上參照圖5-7所示的流程圖描述的燃料系統(tǒng)10的操作，提供了從一種波形類型轉(zhuǎn)換為另一波形類型的改進(jìn)的和有控制的轉(zhuǎn)換。因此，根據(jù)與預(yù)定的發(fā)動機(jī)速度和燃料滯后值的比較，確定一定發(fā)動機(jī)速度和/或燃料量變化是否在某時間上發(fā)生，由此可更好地控制使用諸如圖4所示的示范的波形圖100那樣的波形圖來選擇一噴射波形類型。如上所述的燃料系統(tǒng)10的操作還提供從使用一種波形類型到另一波形類型的光滑的過渡，因為可防止兩種不同噴射波形類型之間的重復(fù)的前后的轉(zhuǎn)換，尤其是，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在這樣的發(fā)動機(jī)狀態(tài)下，即，該狀態(tài)跨界于諸如圖4的表100中所示的波形區(qū)域2和3之間的那樣的兩個不同的波形區(qū)域之間。此外，在所有的燃料噴射器14接受潛在波形之前，對轉(zhuǎn)換過程施加增量波形，有助于在潛在波形之間建立一光滑的過渡。該過渡方法還有助于減小通常在從一種類型的噴射波形轉(zhuǎn)換為另一種類型的噴射波形過程中所經(jīng)受的噪音和振動水平，該改進(jìn)的過渡方法還減輕了發(fā)動機(jī)上的磨損和撕裂。還應(yīng)認(rèn)識到圖5-7中所示的流程圖僅代表組織本發(fā)明的操作步驟的一種方法，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，還可使用其它變體和改型。此外，盡管本文中的討論大致涉及到不同類型的噴射波形，但應(yīng)該認(rèn)識到本發(fā)明還適用于以下各種波形分裂式噴射波形、正方形噴射波形、斜坡形噴射波形以及其它現(xiàn)存的噴射波形，包括其后可發(fā)展的波形類型。因此，本發(fā)明一般地適用于在任何兩個不同波形類型之間的轉(zhuǎn)換，而不管波形形狀如何特殊。從以上的描述中可知，本發(fā)明的某些方面不局限于本文所示實例的特殊細(xì)節(jié)，因此，可以想象到，本
技術(shù)領(lǐng)域：
：內(nèi)的技術(shù)人員將會想到其它的改型和應(yīng)用或其等效物。因此，權(quán)利要求旨在涵蓋所有不脫離本發(fā)明的精神和范圍的如此的改型和應(yīng)用。從研究附圖、描述部分和附后的權(quán)利要求書中可獲得對本發(fā)明其它的方面、目的和優(yōu)點的了解。權(quán)利要求1.一種燃料噴射控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在一電子控制多次燃料噴射系統(tǒng)中用來控制從一主動的燃料噴射波形轉(zhuǎn)換為另一燃料噴射波形，該系統(tǒng)包括至少一個燃料噴射裝置，它可被操作來供應(yīng)多次燃料射油；一偶聯(lián)到至少一個燃料噴射裝置的電子控制器；該控制器可被操作以根據(jù)當(dāng)前發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)確定一潛在的波形；該控制器可被操作以設(shè)定環(huán)路燃料滯后值；該控制器可被操作以確定環(huán)路燃料變化；該控制器可被操作以比較環(huán)路燃料滯后值與環(huán)路燃料變化；如果環(huán)路燃料變化在大于一選定時間段內(nèi)大于環(huán)路燃料滯后值，則操作控制器以將主動波形變化到潛在的波形，在主動波形與潛在波形之間的所述變化包括在一預(yù)定時間段過程中，在將潛在波形施加到所有燃料噴射裝置之前施加潛在波形以小于所有燃料噴射裝置。2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，在一預(yù)定時間過程中將潛在波形施加到少于所有的燃料噴射裝置包括對于多個發(fā)動機(jī)循環(huán)，將潛在的波形施加于多個燃料噴射裝置。3.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，如果環(huán)路燃料變化在大于選定的時間段內(nèi)恒定地大于燃料滯后值，則操作控制器將主動波形變化到潛在波形。4.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，選定的時間段包括環(huán)路燃料滯后值與環(huán)路燃料變化之間的一選定的比較值。5.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，它還包括該控制器可被操作以比較主動波形與潛在波形，如果主動波形小于潛在波形則將環(huán)路燃料變化設(shè)定到一差值，使一當(dāng)前燃料值小于一先前的燃料值，如果差值為負(fù)則將環(huán)路燃料變化設(shè)定為零，以及，如果環(huán)路燃料變化大于環(huán)路燃料滯后值則計數(shù)器增量1。6.如權(quán)利要求5所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，如果主動波形大于于潛在波形則將環(huán)路燃料變化設(shè)定到一差值，使一先前的燃料值小于一當(dāng)前燃料值，以及，如果差值為負(fù)則將環(huán)路燃料變化設(shè)定為零；如果環(huán)路燃料變化大于環(huán)路燃料滯后值則計數(shù)器增量1。7.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器，該控制器可被操作以設(shè)定發(fā)動機(jī)速度滯后值，確定一發(fā)動機(jī)速度變化，并比較發(fā)動機(jī)速度滯后值與發(fā)動機(jī)速度變化。8.如權(quán)利要求7所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器，該控制器可被操作以設(shè)定單個校核燃料滯后值，確定一單個校核燃料變化，并比較單個校核燃料變化與單個校核燃料滯后值。9.如權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，如果單個校核燃料變化大于單個校核燃料滯后值，且發(fā)動機(jī)速度變化大于發(fā)動機(jī)速度滯后值，則該控制器可被操作以將主動波形變化到潛在波形。專利摘要一種燃料噴射控制系統(tǒng)和方法，該方法在一燃料噴射事件中根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對發(fā)動機(jī)的氣缸供應(yīng)多次燃料噴射，該控制系統(tǒng)包括一偶聯(lián)于電子控制燃料噴射器的電子控制器，以及多個偶聯(lián)于控制器的傳感器，用來輸入代表某些確定發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的信號，該控制器可被操作以將一燃料噴射信號輸出到燃料噴射器，在一燃料噴射事件中根據(jù)傳感器信號對氣缸供應(yīng)多次燃料噴射。控制器還根據(jù)燃料和發(fā)動機(jī)速度變化來確定何時主動燃料噴射波形應(yīng)轉(zhuǎn)換為另一波形，其中，主動波形和潛在波形之間的所述變化包括一增量的變化。文檔編號F02M47/00GK1995729SQ200510138166公開日2007年7月11日申請日期2005年12月31日發(fā)明者B·G·麥吉申請人:卡特彼勒公司導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan