專利名稱:內(nèi)燃機(jī)燃油噴射控制器的制作方法
本發(fā)明涉及到一種內(nèi)燃機(jī)用的燃油噴射控制器，特別是涉及到燃油噴射裝置用的一種電子控制器，在這種燃油噴射裝置中，噴油器裝在進(jìn)氣岐管的分岐點(diǎn)之前，能向內(nèi)燃機(jī)的所有氣缸或某幾個氣缸同時供油。
在內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射裝置中，由于發(fā)動機(jī)減速，使所噴射的燃油數(shù)量急劇下降，或者使供油中斷。本發(fā)明旨在減少排氣中的碳酸氫，并改進(jìn)燃油的燃燒率。
也就是說，在這種類型的燃油噴射裝置中，噴油器的位置正好在每個氣缸所連接的進(jìn)氣岐管的分岐點(diǎn)之前，噴油器和它所對應(yīng)的氣缸之間的進(jìn)氣岐管的距離就變得相當(dāng)長。因此，在發(fā)動機(jī)的工作過程中，噴油器霧化后的燃油粒子粘在進(jìn)氣岐管內(nèi)壁，形成油膜附著在內(nèi)壁上。在這樣一些情況下，如果發(fā)動機(jī)減速是通過對工作時的有效燃油控制下開始的，則所積存的絕大部分油膜均被吸入發(fā)動機(jī)的燃燒室內(nèi)，以致使得空氣和燃油的混合物在一瞬間變得過濃。
為了避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)動機(jī)減速時，燃油噴射量急劇下降，或者供油中斷。然而，按照這些措施，當(dāng)燃油減少或截止時，油膜積存量將完全地蒸發(fā)，致使進(jìn)氣岐管管壁變得很干燥。
另外，諸如快速加速之類的過渡措施，加速度濃概念是已知的(參見SAE技術(shù)報告叢書800164號“油門燃油噴射(TBI)-整體式發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)”第12頁，右側(cè)欄目，頭兩段。“過渡燃油(加速變濃)”。在這一篇報告中談到，根據(jù)進(jìn)氣岐管填充動力學(xué)和岐管壁上所積存的油膜這一情況，要求有額外燃油。
但是，在這些情況下，發(fā)動機(jī)在它已經(jīng)減速之后立刻再一次加速，根據(jù)這篇報告中所介紹的方案進(jìn)行加速變濃是完全不夠的。這就是說，進(jìn)氣岐管管壁的于燥程度與加速開始之前所進(jìn)行的減速程度或水平密切相關(guān)。減速程度或減速水平愈大或愈高，進(jìn)氣岐管管壁則變得愈干燥，因此，如果減速水平特別高，進(jìn)氣岐管管壁則特別干燥。其結(jié)果就是，在其后的加速中，噴射燃油內(nèi)含有該燃油的加速變濃成份，這種噴射燃油的大部分只是用來潤濕進(jìn)氣岐管內(nèi)壁的表面，這樣就導(dǎo)致燃油的混合物變稀。這一因素要引起排出氣體中的有害成份的占有比例增加，同時使加速遲緩。
本發(fā)明的目的是提供一種燃油噴射控制器，它能防止燃油混合物變稀。即使當(dāng)發(fā)動機(jī)在已經(jīng)減速并且燃油噴射率減小到很低的值甚至接近零值之后立刻加速，也能防止燃油混合物變稀。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，當(dāng)發(fā)動機(jī)已經(jīng)減速而且燃油噴射率減小到很低甚至基本上為零時，按照減速程度以及正常的加速變濃之外，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)燃油的附加加速變濃。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的燃油噴射控制器的實(shí)施方案方塊圖;
圖2是解釋圖1所示的實(shí)施方案工作時用的控制流程圖。
參見圖1，標(biāo)號2表示化油器體的節(jié)氣門段，在化油器體的節(jié)氣門段內(nèi)，噴嘴4和油門6裝在常用的支撐件上。通過燃油管路5向噴嘴4供油。根據(jù)后面要介紹的控制器發(fā)出的信號由噴嘴4使燃油霧化。霧化后的燃油和空氣一起通過進(jìn)氣岐管送到發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)。在這一圖中，只畫出了一個氣缸以及該氣缸與化油器體節(jié)氣門段2相連的一個進(jìn)氣岐管8，但是在通常情況下，都是有多個氣缸，以及聯(lián)接相應(yīng)的氣缸和化油器節(jié)門段2的進(jìn)氣岐管。在吸入過程的情況下，通過相應(yīng)的進(jìn)氣岐管，將空氣和噴嘴4霧化后的燃油混合物吸入氣缸內(nèi)。噴嘴4噴射燃油必須和每個氣缸的吸入過程同步。
上述燃油噴射裝置的控制器的構(gòu)成如下。也就是說，在這一圖中，溫度傳感器10檢測發(fā)動機(jī)中冷卻水的溫度，而產(chǎn)生一個輸出信號t。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12裝在分配器(圖中未示出)上，用它檢測曲軸的轉(zhuǎn)角，由此輸出一個具有曲軸轉(zhuǎn)角位置P和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N的信息的信號。氣流傳感器14裝在化油器體節(jié)氣門段2上，以測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，并產(chǎn)生一個與測得的進(jìn)氣量相應(yīng)的信號Qa。
t、N和Qa等信號送到基本噴射脈沖發(fā)生器16中，它按照上述各信號的值來確定噴射脈沖的寬度。在該脈沖寬度的時間內(nèi)，由噴嘴4進(jìn)行燃油的噴射。噴射脈沖的重復(fù)頻率取決于曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12的輸出值N。從按照發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N和進(jìn)氣量Qa，也就是說發(fā)動機(jī)負(fù)荷所表示的脈沖寬度矩陣中取選一個值，就可決定脈沖寬度。由這種方式求得的噴射脈沖可以通過溫度傳感器10在冷操作時的信號t校準(zhǔn)。為了決定基本噴射脈沖，可以考慮在排出的氣體中所含的氧氣濃度，在排氣管內(nèi)裝上氧氣傳感器可以測試所含的氧氣濃度。但是本發(fā)明并沒有從事如何決定基本噴射脈沖方面的工作。因此略去關(guān)于基于噴射脈沖確定法的進(jìn)一步說明。但是本發(fā)明對所有基于上述信號參量確定基本噴射脈沖的方法均可采用，這些代表發(fā)動機(jī)基本狀態(tài)參數(shù)的信號是象前面介紹過的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、曲軸的轉(zhuǎn)角位置、進(jìn)氣量、冷卻水的溫度等信號。
在發(fā)動機(jī)的工作處在穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，由上述方式得到的基本噴射脈沖通過下面將要介紹的加速度校準(zhǔn)儀22送到傳動機(jī)構(gòu)24。然而，如果發(fā)動機(jī)是加速的，則要求對基本噴射脈沖進(jìn)行補(bǔ)償或校準(zhǔn)。首先，由油門傳感器18檢測油門6的開啟。將開啟信號θ送到加速水平鑒別器20內(nèi)，在該鑒別器內(nèi)對加速水平進(jìn)行鑒定。加速水平是用開啟信號的變化率(dθ/dt)表示。dθ/dt值愈大，加速水平愈高。將該加速水平信號dθ/dt送到加速度校準(zhǔn)儀22中，就可以針對基本噴射脈沖對dθ/dt進(jìn)行校準(zhǔn)或或補(bǔ)償。例如，將校準(zhǔn)值或補(bǔ)償值加到基本噴射脈沖的脈沖寬度上，就可得到Tc＝Tp(1+Ka)
式中Tc-校準(zhǔn)后的噴射脈沖的脈沖寬度，它是加速度校準(zhǔn)儀22的輸出;
Tp-基本噴射脈沖發(fā)生器16的基本噴射脈沖輸出波形的脈沖寬度;
Ka-與鑒別后的加速度水平值對應(yīng)的校準(zhǔn)系數(shù)。
具有脈沖寬度為Tc的信號送到傳動機(jī)構(gòu)24，傳動機(jī)構(gòu)使噴嘴4動作。因?yàn)閲娮?是以恒定的壓力供油的，它按脈沖寬度Tc對應(yīng)的燃油數(shù)量噴射燃油。在全部噴射的燃油中相應(yīng)于Tp·Ka的燃油量便意味著前述加速變濃。這種加速變濃以后稱之為“正常加速變濃”，因?yàn)檫@種變濃是從發(fā)動機(jī)正常加速工作時得到的。這里所說的正常加速是指發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)工作時相繼得到的加速度，或者說，是在連續(xù)加速過程中得到的加速度。
與上面說的不同，如果只是在加速之前，立刻進(jìn)行減速，正象在下文所敘述的那樣，要對上面提到的校準(zhǔn)的噴射脈沖進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)償或校正。
空檔位置傳感器28檢測出變速器(未畫出)是處在空檔位置，并把信號輸出給減速檢測器32。油門空轉(zhuǎn)位置傳感器30檢測出油門6是處在油門空轉(zhuǎn)位置，并產(chǎn)生一個輸出信號，送到減速檢測器32上。檢測器32收到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)信號同時還收到變速器空檔位置信號和油門空轉(zhuǎn)位置信號時，減速檢測器32檢測出發(fā)動機(jī)是處在減速狀態(tài)。減速水平由減速水平鑒別器34斷定。減速水平由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的變化率(dN/dt)表示。dN/dt值愈大，減速水平愈高。
減速水平信號送到附加的加速度校準(zhǔn)儀36，在校準(zhǔn)儀36中，根據(jù)減速水平來確定附加校準(zhǔn)或補(bǔ)償系數(shù)Kb。系數(shù)Kb加到加速度校準(zhǔn)儀22中，在校準(zhǔn)儀中進(jìn)行如下的校準(zhǔn)或補(bǔ)償。
Ti＝Tp(1+Ka+Kb)式中Ti表示最后校準(zhǔn)的噴射脈沖的寬度，噴射脈沖寬度就成為傳動機(jī)構(gòu)24的輸入信號。在全部噴射燃油中，與Tp·Kb對應(yīng)的燃油量在下文稱之為“附加加速變濃”。
從上述情況可見，根據(jù)本發(fā)明的加速變濃，可以認(rèn)為是包括附加的加速變濃成份和正常的加速變濃成份，前者由與附加速之前的減速水平有關(guān)，后者與減速完成之后的重新加速的水平有關(guān)。
在圖1中，給出本發(fā)明的實(shí)施例，它由分離的和單個儀表或裝置構(gòu)成。實(shí)際上，圖中除了傳感器10、12、14、18、28、30和傳動機(jī)構(gòu)24以外，各個儀表或裝置完成的各種功能由具有適當(dāng)接口的電子數(shù)據(jù)處理器完成。
在由這種處理器構(gòu)成的控制裝置的情況下，以圖2來解釋操作過程。
首先，在第100步檢測出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N。在102和104步，斷定發(fā)動機(jī)是否在減速狀態(tài)。如果不是，控制流程跳到基本噴射脈沖產(chǎn)生程序106。如以前所述，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于產(chǎn)生基本噴射脈沖本身的任何特殊方法。因此，在這里，省略了這一程序106的細(xì)節(jié)，這是為簡短起見或?yàn)榱撕唵蚊枋觥?br>當(dāng)發(fā)動機(jī)處在減速狀態(tài)時，由108步和118步判斷dN/dt值。在這種情況下，對于減速水平的兩個參數(shù)Na和Nβ(Nα＞Nβ)要預(yù)先置定，按照減速水平提出標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)償用的三個系數(shù)Kb1、Kb2、Kb3。如果dN/dt＞Nα，則選擇系數(shù)Kb3;如果在Nα≥dN/dt＞Nβ情況下，則選擇Kb2;如果dN/dt≤Nβ，則選擇系數(shù)Kb1。必要時，所選擇的系數(shù)Kb可由冷卻水的溫度t來補(bǔ)償，如111步所示。在這種情況下，溫度補(bǔ)償應(yīng)如此進(jìn)行，冷卻水的溫度愈高，噴射的燃料量變化得愈少。因此，在112步，將所確定的系數(shù)Kb存儲在存儲器里。這里，校準(zhǔn)系數(shù)Kb的數(shù)目并不局限于三個，但可根據(jù)所提出的要求，可在給定的數(shù)目中選擇。
在本方法中，發(fā)動機(jī)處在減速狀態(tài)期間，減速水平是不斷地受到鑒別，由減速水平所確定的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)被存儲起來。從這種狀態(tài)開始，如果要求加速，這種事實(shí)就要引起油門6的開啟值θ變化。因此，由114步檢測開啟值θ，并由116步和118步鑒別加速水平dθ/dt。加速水平鑒別采用和減速水平鑒別同樣的方法。也就是說要預(yù)先置定油門6開啟的兩個參數(shù)值θa和θβ(θα＞θβ)，同時要根據(jù)所鑒別的加速水平，提供校準(zhǔn)或補(bǔ)償用的三個系數(shù)Kα1、Kα2、Kα3。在dθ/dt＞θα情況下，挑出系數(shù)Kα3;在θα≥dθ/dt＞θβ情況下，挑出系數(shù)Kα2;在dθ/dt≤θβ情況下，挑出系數(shù)Kα1。在120步，將這樣確定的系數(shù)Kα存儲起來。與校準(zhǔn)系數(shù)Kb那種情況類似，用于加速的校準(zhǔn)系數(shù)Kα的數(shù)目不限于三個，必要時，它可以任意被提供。
在112和120步所存的系數(shù)Kb和Kα的數(shù)據(jù)，由122步執(zhí)行補(bǔ)償和校準(zhǔn)。這樣就能得到校準(zhǔn)過的噴射脈沖。作為它的分量，它包括正常的加速變濃和附加加速變濃兩部分。
在上述實(shí)施例中，加速和減速的斷定由油門開啟角度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)決定。但是，為達(dá)到這一目的，也可利用進(jìn)氣量θα的變化率或進(jìn)氣岐管的負(fù)壓pv。在這種情況下，利用dθα/dt或dpv/dt來斷定加速或減速水平。
按上述的本發(fā)明，在發(fā)動機(jī)已經(jīng)減速而燃油噴射率減小到非常低的水平甚至零之后，發(fā)動機(jī)立刻加速時，燃油能以最佳速率噴射。所以，可以防止排氣中有害成份的含量增多和加速遲緩。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射控制器。其中，被噴射的燃油基本數(shù)量由基本噴射脈沖調(diào)節(jié)。噴射脈沖則根據(jù)代表發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)的基本參數(shù)得到，當(dāng)發(fā)動機(jī)減速時。它減小到一個很低的水平或基本減到零，并在減速之后重新加速時。用重新加速值所確定的加速變濃來校準(zhǔn)。其特征為根據(jù)重新加速之前的減速值利用附加加速變濃裝置進(jìn)一步校準(zhǔn)噴射的燃油量。
2.如在權(quán)利要求
1所定義的燃油噴射控制器中，上述的減速值由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的降低率來鑒別。
3.如在權(quán)利要求
1中所定義的燃油噴射控制器，其中由上述加速變濃和所述的附加加速變濃標(biāo)準(zhǔn)后的噴嘴的噴射時間Ti由下式給出Ti＝Tp(1+Ka+Kb)其中Tp基本噴射脈沖決定的噴射時間;Ka根據(jù)加速水平確定的校準(zhǔn)系數(shù);Kb由加速之前的減速水平確定的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)。
4.如權(quán)利要求
3所定義的燃油噴射控制器，其中校準(zhǔn)系數(shù)Ka和Kb至少有一個要預(yù)先置定，從而當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度升高時，噴射的燃油量減少。
專利摘要
用于調(diào)節(jié)噴嘴噴射時間的基本噴射脈沖由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和進(jìn)氣量確定?；緡娚涿}沖的校準(zhǔn)和補(bǔ)償由下式給出
文檔編號F02D41/30GK85104734SQ85104734
公開日1986年12月17日 申請日期1985年6月20日
發(fā)明者小管德男, 狩野公二 申請人:株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan