專利名稱:內(nèi)燃機(jī)的燃料注入控制方法
本發(fā)明是用于內(nèi)燃機(jī)的燃料注入控制方法，特別是對(duì)應(yīng)用熱線氣流計(jì)的汽車內(nèi)燃機(jī)的燃料注入控制法，這種內(nèi)燃機(jī)在加速的時(shí)候可以調(diào)節(jié)燃料注入的比率。
對(duì)于汽車內(nèi)燃機(jī)燃料注入裝置中常規(guī)的加速調(diào)整已經(jīng)提供了為增加燃料的閥門開啟脈沖發(fā)生手段，這種手段與正常條件下造成注油器正常噴油的基門閥門開啟脈沖無關(guān)，而且已確定這個(gè)為增加燃料的閥門開啟脈沖的工作持續(xù)時(shí)間取決于內(nèi)燃機(jī)水溫。(日本專利公開號(hào)No.5841/1984)然而，上述燃料注入裝置中的加速調(diào)整沒有提供對(duì)取決于除水溫之外運(yùn)轉(zhuǎn)引擎狀態(tài)的燃料增加脈沖的細(xì)調(diào)節(jié)。
上述電子燃料注入器(MPI系統(tǒng))利用了一個(gè)葉片氣流計(jì)，因此當(dāng)加速時(shí)它不能突然增加吸入引擎的空氣比率。由于這個(gè)原因，在加速開始時(shí)就給出了相對(duì)的富油混合。
然而，因?yàn)樵诳諝馕胍孢^程中存在著固有的延遲，要想做到突然加速是不可能的。以從惰轉(zhuǎn)變到無負(fù)載的全開狀態(tài)而作的急劇加速來說，升速時(shí)間(T0)大概是200毫秒(參見圖4)。
此外，在氣流計(jì)上用到的熱線氣流儀要求加速時(shí)的細(xì)調(diào)整，因?yàn)樗鼪]有象在葉片型氣流計(jì)中所看到的元件來阻礙空氣吸入，因此就造成了一般瞬時(shí)的進(jìn)入引擎的空氣流。
檢測(cè)空氣體積的熱線氣流儀的優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)樗鼪]有節(jié)流閥元件，所以允許在加速時(shí)把空氣更急速地供給引擎。但是它還是有延遲供油的問題的，也即響應(yīng)時(shí)間上的滯后。這個(gè)在供油響應(yīng)時(shí)間上的延遲要求作出基于加速和其他參數(shù)的精細(xì)調(diào)整。
本發(fā)明的目的是對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供一種燃料注入控制方法，用它可以得到最優(yōu)的加速特性。
本發(fā)明的另一目的是對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供一種燃料注入控制方法，用它就可以使除水溫外取決于運(yùn)轉(zhuǎn)引擎狀態(tài)聽需的增加燃料的調(diào)整得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一目的是對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供一種燃料注入控制方法，用它可以調(diào)整滯后了的供油。
本發(fā)明的另一目的是對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供一種燃料注入控制方法，用它就有可能使減速后狀態(tài)下和正常運(yùn)轉(zhuǎn)后狀態(tài)下的加速相協(xié)調(diào)起來。
本發(fā)明的另一目的是對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供一種燃料注入控制方法，用它可以縮短從惰轉(zhuǎn)變到無負(fù)載全開狀態(tài)的加速過程所需的升速時(shí)間。
本發(fā)明的另一目的是對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供一種燃料注入控制方法，用它可以改善受到因減速而減少供油所影響的那種急劇加速時(shí)的不恰當(dāng)加速度。
本發(fā)明提供的對(duì)內(nèi)燃機(jī)的燃料注入控制方法有下列步驟先根據(jù)基于包括空氣吸入體積、轉(zhuǎn)數(shù)和引擎溫度等各種不同運(yùn)行參數(shù)而事先編好程序的控制內(nèi)容控制燃料注入器的開啟時(shí)間;再用一個(gè)熱線氣流儀量測(cè)空氣吸入體積;再產(chǎn)生一個(gè)為檢測(cè)用來控制收入空氣總量的節(jié)流閥閉合狀態(tài)的惰轉(zhuǎn)開關(guān)信號(hào);并產(chǎn)生一個(gè)用于增加燃料的閥門開啟脈沖，此脈沖與在正常情況下造成注入器正常注油的閥門開啟脈沖無關(guān);其特征在于這個(gè)為增加燃料的閥門開啟脈沖有一個(gè)工作持續(xù)時(shí)間，該時(shí)間取決于在單位時(shí)間內(nèi)吸入的空氣體積、節(jié)流閥的閉合信號(hào)、指示內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的信號(hào)等等因素的變化中選出的至少一個(gè)因素，而與基本閥門開啟脈沖的工作時(shí)間無關(guān)。
這就有可能用根據(jù)不同條件來變化加速過程中的間斷調(diào)整以獲得最優(yōu)的加速。進(jìn)而，由于應(yīng)用了對(duì)減速造成的燃料削減后的調(diào)整條件進(jìn)行判別的方法，便有可能把減速后狀態(tài)下和正常運(yùn)轉(zhuǎn)后狀態(tài)下的加速過程協(xié)調(diào)起來。
圖1是實(shí)施本發(fā)明的引擎系統(tǒng)圖。
圖2是闡明圖1所描述的輸入輸出關(guān)系的方塊圖。
圖3是引擎注入時(shí)序的說明圖。
圖4是對(duì)分別根據(jù)本發(fā)明和先有技術(shù)兩者所作的升速時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說明圖。
圖5是為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的加速調(diào)整方法的說明性流程圖。
這里要說明本發(fā)明的一種實(shí)施方案。圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)引擎系統(tǒng)。引擎1有吸入管2，以及供給它的相應(yīng)于汽缸數(shù)目的燃料注入閥(注入器)3，這些吸入管2又在進(jìn)汽側(cè)的收集器4那里匯總成一個(gè)單管，并有一個(gè)節(jié)流閥5來確定引擎更前面進(jìn)汽部分的吸入總量。
用于引擎1的吸入總量是用更靠近進(jìn)汽一邊的熱線氣流儀6來量測(cè)的。引擎的轉(zhuǎn)數(shù)是用轉(zhuǎn)數(shù)傳感器13來計(jì)數(shù)的。此外，控制單元(CU)12也接收由引擎溫度來的信號(hào)11、由氧氣濃度量測(cè)元件10來的廢氣信號(hào)、由惰轉(zhuǎn)開關(guān)14來的信號(hào)等等。
燃料是靠打開在每個(gè)燃料注入器3上的閥門來供給引擎1的，燃料的總量則是根據(jù)閥門開啟時(shí)間來度量的，燃料由燃料泵8和調(diào)節(jié)器9來加壓和調(diào)節(jié)。
圖2是表示在圖1中說明的輸入輸出間關(guān)系的方塊圖。相對(duì)于控制單元CU來說，其左側(cè)包括了所有傳感器，而右側(cè)則是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
在控制單元CU中，波形整形電路和AD(模-數(shù))轉(zhuǎn)換器被安排在左側(cè)，為執(zhí)行輸入/輸出交換和算術(shù)過程的I/O大規(guī)模集成電路(LSI)部分以及為給I/O大規(guī)模集成電路部分指令的CPU(中央處理單元)放在中間，而輸出執(zhí)行機(jī)物的驅(qū)動(dòng)電路則放在右側(cè)。
下面，以一個(gè)四汽缸沖程循環(huán)引擎為例照著圖3來說明注入時(shí)序。在四汽缸四沖程循環(huán)的引擎中，燃料通常是每轉(zhuǎn)注入一次，也就是對(duì)所有四個(gè)汽缸都定時(shí)在A和C。
A段和C段分別是在正常條件下使注入器正常注油的基本閥門開啟脈沖。
在本發(fā)明中所述的燃料增加脈沖(間斷脈沖)是表示在B段上的一個(gè)脈沖，這個(gè)脈沖是在檢測(cè)到加速時(shí)立即產(chǎn)生的，以便在那個(gè)時(shí)間注入燃料。
在本發(fā)明中，加速可以用例如根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)14的開-關(guān)的信號(hào)來檢測(cè)，或者用指示出節(jié)流閥5已經(jīng)被從惰轉(zhuǎn)狀態(tài)打開的惰轉(zhuǎn)開關(guān)14的閉合信號(hào)，還可用單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積Qa的變化率(△Qa)來檢測(cè)。用基于一段預(yù)定時(shí)間(△t)中空氣吸入體積Qa變化率的數(shù)值(△Qa/Qa)可以檢測(cè)加速的幅度。
表1顯示了根據(jù)加速幅度對(duì)一臺(tái)開動(dòng)中的車輛設(shè)置燃料增加脈沖(間斷脈沖)的例子。
表1
作為一個(gè)例子，其加速后的過程按照加速前的條件而區(qū)分開了;更準(zhǔn)確地說，當(dāng)減速而削減供油之后，必須供給大量燃料以補(bǔ)償在燃料減少時(shí)吸入系統(tǒng)中的于運(yùn)轉(zhuǎn);在正常條件之后，對(duì)加速的調(diào)整也需要有一些變化以適應(yīng)節(jié)流閥的全關(guān)閉狀態(tài)和那種條件下的其他一些狀態(tài)。
還有，可以把加速當(dāng)作單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率(△Qa)與惰轉(zhuǎn)開關(guān)調(diào)定的合成結(jié)果來檢測(cè)。在表1中，“惰轉(zhuǎn)后”表示應(yīng)用惰轉(zhuǎn)開關(guān)檢測(cè)加速而產(chǎn)生的間斷脈沖。
其所以要用惰轉(zhuǎn)開關(guān)和單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率兩者檢測(cè)加速，是因?yàn)橛枚柁D(zhuǎn)開關(guān)的檢測(cè)常常比用單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率(△Qa)的檢測(cè)要早出現(xiàn)一些。實(shí)驗(yàn)表明這可以歸因于在吸入系統(tǒng)中檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積變化率時(shí)出現(xiàn)的滯后。雖然這個(gè)滯后是比較短的，但還是比節(jié)流閥開啟時(shí)出現(xiàn)的延遲長(zhǎng)些。
現(xiàn)在再對(duì)照不同情況下的典型例子來作些說明。并要說明因減速而削減燃料后根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積變化率(△Qa)而產(chǎn)生的間斷脈沖。
首先，因減速而減少燃料后，其過程分成了慢加速(輕載，5%＜△Qa＜37.5%)和快加速(△Qa≥37.5%)。對(duì)慢加速，產(chǎn)生了一個(gè)3ms的間斷脈沖，對(duì)快加速，產(chǎn)生了9ms的間斷脈沖(對(duì)每個(gè)被檢測(cè)到的加速比率有一個(gè)脈沖)。
上述間斷脈沖的幅度最好分別設(shè)置成對(duì)慢加速取1.5～5ms左右的寬度，而對(duì)快加速取6～12ms左右的寬度。
作為例子，根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)產(chǎn)生的間斷脈沖設(shè)置成有比較長(zhǎng)的9ms工作時(shí)間。而對(duì)于惰轉(zhuǎn)后的上述間斷脈沖的幅度最好設(shè)置成6～12ms左右的時(shí)間寬度。
根據(jù)在正常條件下每單位時(shí)間空氣吸入體積變化率(△Qa)而產(chǎn)生的間斷脈沖，分別被設(shè)置成對(duì)慢加速(5%＜△Qa＜10%)為3ms寬，面快加速(△Qa≥10%)為6ms寬，來注入燃料。上述間斷脈沖的幅度最好分別對(duì)慢加速設(shè)置為1.5～5ms左右，對(duì)快加速為4～8ms以上的幅度。
在正常條件后惰轉(zhuǎn)開關(guān)合上，這是因?yàn)槲牍軟]有象前面說到的那樣干涸，于是可以把根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)產(chǎn)生的間斷脈沖的時(shí)間寬度設(shè)置成比減速時(shí)更短一些，譬如3ms;上述間斷脈沖的幅度最好設(shè)置成1.5～5ms寬。
此外，在從惰轉(zhuǎn)開關(guān)打開狀態(tài)開始的加速中，也就是節(jié)流閥處在打開狀態(tài)，這與節(jié)流閥在閉合狀態(tài)開始的加速相比條件要好些，此時(shí)在吸入管中的混合更均勻，從而就不需要基于惰轉(zhuǎn)開關(guān)產(chǎn)生的加速調(diào)整。
圖4表示了應(yīng)用上述調(diào)整所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖4中的曲線代表了一個(gè)從惰轉(zhuǎn)到無載全開狀態(tài)快加速的例子。從圖4中顯然可以看到作為在加速時(shí)有附加間斷脈沖調(diào)整的結(jié)果，其升速時(shí)間從先有技術(shù)的200ms左右的T。加快到本發(fā)明中的120ms左右的T。
圖5顯示了為實(shí)現(xiàn)按表1描述的調(diào)整所用的流程圖。首先，在正常條件后的加速中其“過程流”通過了右邊的環(huán)路。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率(△Qa)小于A1時(shí)，不產(chǎn)生間斷脈沖;當(dāng)△Qa大于A1時(shí)就產(chǎn)生了間斷脈沖TA1。注意，由于根據(jù)不等式A′1＞△Qa＞A1″一定會(huì)自然產(chǎn)生一個(gè)判定，使得附加脈沖可以被分成間斷脈沖(在表1中6ms的)TA1′和(在表1中3ms的)TA1″，這個(gè)過程已經(jīng)在流程圖中被從所有下面有關(guān)的流程中省略掉了。
接著，在代表了從惰轉(zhuǎn)開始加速的中間環(huán)路中，由惰轉(zhuǎn)后的條件而設(shè)置了間斷脈沖TA2(3ms)，此后是根據(jù)△Qa設(shè)置了間斷脈沖TA3。這里也可以自然地分成而個(gè)類型-間斷脈沖TA3′(在表1中為3ms)和TA3″(在表1中為6ms)。
左邊的環(huán)路表示了從減速狀態(tài)開始的加速。在這情況中，由于惰轉(zhuǎn)后狀態(tài)產(chǎn)生了間斷脈沖TA4(9ms)，然后在△Qa的基礎(chǔ)上確定了加速。假如A5＞△Qa＞A6就產(chǎn)生間斷脈沖TA6(3ms)，于是就完成了調(diào)整。
在所有這些調(diào)整中，由△Qa定的間斷脈沖對(duì)每次加速只產(chǎn)生一次;由于在運(yùn)轉(zhuǎn)引擎上的試驗(yàn)已經(jīng)揭示了當(dāng)快加速時(shí)會(huì)產(chǎn)生不適當(dāng)加速的問題，即在因減速而削減燃料后加速要受影響的問題。
本發(fā)明可將克服這問題，也就是說，當(dāng)△Qa＞A5時(shí)，設(shè)置間斷脈沖TA5。而將已經(jīng)產(chǎn)生脈沖TA5這一事實(shí)存入存儲(chǔ)器中，這樣就可能僅僅在上述條件下才用根據(jù)△Qa＞A5所產(chǎn)生的間斷脈沖TA5來重復(fù)調(diào)整。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)的燃料注入控制方法有下列步驟先通過根據(jù)空氣吸入體積、轉(zhuǎn)數(shù)和引擎溫度等各種不同運(yùn)行參數(shù)事先編好程序的控制內(nèi)容控制燃料注入器的開啟時(shí)間；再用一個(gè)熱線氣流儀量測(cè)空氣吸入體積；再產(chǎn)生一個(gè)為檢測(cè)控制吸入空氣總量的節(jié)流閥閉合狀態(tài)的惰轉(zhuǎn)開關(guān)信號(hào)；并產(chǎn)生一個(gè)用于增加燃料的閥門開啟脈沖，此脈沖與在正常情況下造成注入器正常注油的閥門開啟脈沖無關(guān)；其特征在于所說的增加燃料的閥門開啟脈沖有一個(gè)工作持續(xù)時(shí)間，此時(shí)間取決于從單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積、節(jié)流閥的閉合信號(hào)、指示內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的信號(hào)等等因素的變化中選出的至少一個(gè)因素，而與所說的基本閥門開啟脈沖的工作時(shí)間無關(guān)。
2.按照權(quán)利要求
1的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于所說的增加燃料的閥門開啟脈沖是在檢測(cè)到加速時(shí)立即產(chǎn)生的，以便就在那個(gè)時(shí)間注入燃料。
3.按照權(quán)利要求
2的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于加速的檢測(cè)是根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)的閉合信號(hào)或者是按空氣吸入體積的變化率而定的。
4.按照權(quán)利要求
2的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于因減速而削減燃料后，則分別對(duì)應(yīng)的慢加速情況和快加速情況，上述增加燃料的閥門開啟脈沖是有區(qū)別的。
5.按照權(quán)利要求
4的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于在慢加速的情況下，燃料是用所說的增加燃料的閥門開啟脈沖來增加的，這個(gè)脈沖是根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的，以及根據(jù)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的。
6.按照權(quán)利要求
4的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于在快加速的情況下，燃料是用所說的增加燃料的閥門開啟脈沖來增加的，這個(gè)脈沖是根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的，以及根據(jù)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的。
7.按照權(quán)利要求
2的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于在正常情況中惰轉(zhuǎn)開關(guān)的“斷開”條件下，燃料是用所說的增加燃料的閥門開啟脈沖來增加的，這個(gè)脈沖是根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的。
8.按照權(quán)利要求
2的內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法，其特征在于在正常情況中惰轉(zhuǎn)開關(guān)的“合上”條件下，燃料是用所說的增加燃料的閥門開啟脈沖來增加的，這個(gè)脈沖是根據(jù)惰轉(zhuǎn)開關(guān)作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的，以及根據(jù)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)空氣吸入體積的變化率作加速檢測(cè)而產(chǎn)生的。
專利摘要
在內(nèi)燃機(jī)燃料注入控制方法中，有熱線氣流儀和與正常時(shí)使注入器正常噴油的基本閥門開啟脈沖產(chǎn)生裝置無關(guān)的，為增加燃料而設(shè)的閥門開啟脈沖產(chǎn)生裝置。該閥門開啟脈沖工作時(shí)間取決于單位時(shí)間空氣吸入體積、節(jié)流閥的惰轉(zhuǎn)開關(guān)閉合信號(hào)、指示引擎轉(zhuǎn)數(shù)的信號(hào)等變量中選出的一個(gè)，與基本閥門開啟脈沖的工作時(shí)間無關(guān)。根據(jù)該閥門開啟脈沖，就能實(shí)現(xiàn)加速調(diào)整。并根據(jù)間斷調(diào)整條件變化來調(diào)節(jié)以獲最優(yōu)加速，并能使減速和正常運(yùn)行的加速協(xié)調(diào)。
文檔編號(hào)F02M7/00GK85104625SQ85104625
公開日1986年12月24日 申請(qǐng)日期1985年6月15日
發(fā)明者阿田子武士, 永野正美, 坂本正英 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan