專利名稱：發(fā)動機(jī)控制策略的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)控制策略，特別是一種控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中某些過程發(fā)生的方法。
美國專利第4693224號的申請人揭示了雙流體直接噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室的一種方法。本方法典型地介紹了通過壓縮氣體，將經(jīng)計量的燃油供給發(fā)動機(jī)各燃燒室，這些壓縮氣體通常是空氣，混合燃油后從輸出噴射嘴噴出。
典型地，例如象美國專利4934329號申請人表明的，一個獨(dú)立的燃料計量噴射器在輸出噴射器打開以便與燃燒室直接相通之前釋放或開始釋放經(jīng)計量的定量燃料到輸出噴射器內(nèi)或與噴射器相連的一個滯留室中。噴射器打開時，壓縮氣體或者在通常實例中的空氣，通過滯留室將已計量的燃油提供給發(fā)動機(jī)燃燒室。利用滯留室可以使供給燃油的計量與實際將其提供給燃燒室分成兩個不同的過程。
在依這種直噴燃油策略而運(yùn)行的發(fā)動機(jī)中，一系列被控制發(fā)生的過程包括供油開始(SOF)，供油結(jié)束(EOF)，空氣供給開始(SOA)，空氣供給結(jié)束(EOA)和點(diǎn)火。
供油開始是指燃料噴射器或燃油計量器開始計量燃油進(jìn)入滯留室的時間，并且一般與燃油計量器或燃油噴射器打開時間相對應(yīng)。
供油結(jié)束是指燃料噴射器或燃料計量器停止計量燃油進(jìn)入滯留室的時間，并且一般與燃油計量器或燃油噴射器關(guān)閉時間相對應(yīng)。
空氣供給開始是指上面所提到的輸出裝置或噴射器開始輸出混有燃料的混合氣到發(fā)動機(jī)燃燒室的時間，并且一般與輸出裝置或噴射器的打開時間相對應(yīng)。
空氣供給結(jié)束是指輸出裝置或噴射器停止將混有燃油的氣體輸出到發(fā)動機(jī)燃燒室的時間，并且一般與輸出裝置或噴射器的關(guān)閉時間相對應(yīng)。
總的來說，SOF和EOF決定燃油計量噴射器打開的持續(xù)時間，SOA和EOA決定輸出器打開時間并且EOF和SOA決定油氣供給延遲期(FAD)，這段時間處于燃油計量過程結(jié)束和混在氣體中的燃油供給的開始之間。
這些動作是按這種順序發(fā)生的，雖然點(diǎn)火可以在EOA之前發(fā)生。依發(fā)動機(jī)特定的運(yùn)行環(huán)境及策略，這些動作的順序的其他變化是可能的。例如，為達(dá)到特定需要的燃料流動狀態(tài)，SOA可以在EOF之前的多個時刻而發(fā)生。這個例子可以在美國專利4800862號中看到，在此不再描述該專利的內(nèi)容。
點(diǎn)火和EOA之間的關(guān)系對于發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的，通常點(diǎn)火發(fā)生的時間很接近于EOA的時間，尤其是在怠速狀況下。由于事實是，要在發(fā)動機(jī)燃燒室中得到點(diǎn)火燃燒，在火花塞的周圍要有可燃的油氣混合氣，因此EOA過程的開始與某一特定工況下發(fā)動機(jī)點(diǎn)火之間的所需關(guān)系的分裂會導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)或停機(jī)，尤其是在低速或怠速情況下。這對于某些單流體噴射系統(tǒng)中來說也是如此，燃料噴射結(jié)束的發(fā)生與點(diǎn)火定時之間存在這種所需關(guān)系。
同樣的評注應(yīng)用于其它不需要有一單獨(dú)的燃油計量噴射器和SOF及EOF的雙流體噴射系統(tǒng)。特別是，申請人已發(fā)展并申請了一個簡單化的燃油噴射系統(tǒng)的專利，其中使用容積式燃油計量泵來計量不連續(xù)的一定量燃油，隨后這些燃油以與上文所述方式相同的方式由一般空氣或供油噴射器直接輸出到發(fā)動機(jī)燃燒室。在澳大利亞專利申請65608/94號中解釋類似的噴射系統(tǒng)，具體內(nèi)容詳見該專利。EOA發(fā)生和點(diǎn)火之間的關(guān)系在這種系統(tǒng)中同樣相當(dāng)重要。
在先前的操作中，SOA的位置通過參考一特定的曲柄轉(zhuǎn)動角度來確定，同時EOA在考慮輸出過程的持續(xù)時間的基礎(chǔ)上由SOA位置計算得出。也就是說，通常SOA按曲柄轉(zhuǎn)角計算或設(shè)置，同時EOA按時間計算或設(shè)置。典型地，EOA可以被確定在SOA之后的一特定時刻發(fā)生，該時刻由SOA加一時間增量來確定，這段增加的時間對應(yīng)已知的空氣或輸出噴射器的打開以及燃油/空氣輸出動作的脈沖寬度所需要的時間間隔。該脈沖寬度通常是一發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的函數(shù)，該狀態(tài)特別包括發(fā)動機(jī)速度，此脈沖寬度由發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)來設(shè)定。
因此，上述一系列過程的次序可通過一點(diǎn)(SOA)計算出，并且假設(shè)一個發(fā)動機(jī)的平均轉(zhuǎn)速，盡管發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)會隨給定點(diǎn)而經(jīng)常發(fā)生變化。
例如，SOA在曲柄轉(zhuǎn)角BTDC 40°時發(fā)生。由發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)中的EDU確定的空氣或供油噴射器打開時間而計算出的時間增量等于3.32MS，且此時間增量是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速600rpm下確定的，在執(zhí)行EUA和點(diǎn)火動作時該轉(zhuǎn)速假定為恒定。點(diǎn)火定時是按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定的。
然而，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化，例如由于有載荷加在發(fā)動機(jī)上，從所述的600rpm降到500rpm，如由于在怠速時發(fā)動機(jī)的擋位發(fā)生變化，該過程進(jìn)行之后下一個燃燒過程進(jìn)行時轉(zhuǎn)速就會發(fā)生變化。特別對于此例，在掛擋時，發(fā)動機(jī)速度會在1-2個燃燒過程中降低100rpm左右。尤其是在轉(zhuǎn)動慣性較低的船用發(fā)動機(jī)中更是如此，當(dāng)從怠速到掛擋時，轉(zhuǎn)速能下降100-200rpm左右。這些發(fā)動機(jī)與車用發(fā)動機(jī)相比慣性較小，然而發(fā)動機(jī)掛擋時瞬間負(fù)荷相對較大，這種典型情況會導(dǎo)致一系列的動作次序中EOA發(fā)生錯誤。例如在600rpm時，在怠速運(yùn)行中，EOA應(yīng)在BTDC28°時發(fā)生。在執(zhí)行動作之前，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降100rpm，由于輸出持續(xù)時間固定，會導(dǎo)致EOA在BTDC30°左右發(fā)生。我們知道在怠速和低負(fù)荷時EOA及點(diǎn)火之間的關(guān)系對于提供令人滿意的燃燒穩(wěn)定性是非常重要的，這個錯誤會造成發(fā)動機(jī)燃燒低效。
發(fā)動機(jī)速度下降對已計算出的油/氣持續(xù)時間(FAD)的影響同樣不利于發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。例如在系統(tǒng)包括一燃油計量噴射器的情況下，SOF是依據(jù)發(fā)動機(jī)平均速度計算而來的，速度下降，則FAD值成為可變的。在油氣輸出過程中，這可能會影響依據(jù)氣油混合比曲線而度量的燃油流動。例如在輸出過程中希望早些將大部分的燃油輸入到燃燒室中，F(xiàn)AD的錯誤將改變這種狀況。特別是在怠速時FAD減小，可能使EOA時有大量的混合物存在，并且FAD增加時情況相反。
因此，本發(fā)明的目的在于為燃油噴射系統(tǒng)提供一種方法來控制發(fā)動機(jī)制定的各工況的排定。在發(fā)動機(jī)運(yùn)行循環(huán)中保持各燃油傳送結(jié)束過程之間的理想關(guān)系，或在雙流體噴射系統(tǒng)情況下，EOA及點(diǎn)火的理想關(guān)系有益于提高發(fā)動機(jī)的工作效率。
出于此目的，本發(fā)明提供了一種控制一噴射系統(tǒng)來輸送燃油到內(nèi)燃機(jī)燃燒室的控制方法，該噴射系統(tǒng)包括一輸出裝置，其中，至少在發(fā)動機(jī)一定的運(yùn)行狀況下，輸出裝置打開持續(xù)的結(jié)束和點(diǎn)火適時由發(fā)動機(jī)控制裝置確定在各自的曲柄角度。
最好，輸出裝置是一種直噴式噴射器。
依據(jù)一個不同的具體事例，本發(fā)明提供了一種方法，來控制一個噴射裝置組成輸出噴射器將一種油/氣混合物噴入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室噴射過程，其中，在一定的發(fā)動機(jī)運(yùn)行情況下，通過一發(fā)動機(jī)控制裝置將輸出噴射器打開持續(xù)期的結(jié)束確定為一特定的曲柄角度。
最好，提供給該噴射器的燃油通過一燃油計量裝置計量，可以采用一燃油計量噴射器。然而，可以用其他燃油計量設(shè)備例如泵尤其是利用容積泵來代替。
簡單的說，輸出噴射器可以是一種氣體噴射器，例如與發(fā)動機(jī)燃燒室相連的空氣噴射器。然而，空氣可以與其他氣體混合后輸出以增強(qiáng)或促進(jìn)燃燒，比如說與氫。
最好，空氣噴射器打開的開始或SOA也將被確定在一特定的曲柄角。按這種方式，以時間計算SOA時產(chǎn)生的一些固有的錯誤將減少或消除。然而，如果需要，SOA可以按時間計算。
在后者這方面，通常SOA是通過從EOA中減去需要的空氣噴射器的打開持續(xù)時間確定的。也就是說，EOA一旦按曲柄角設(shè)定，則從該EOA的設(shè)定中減去對應(yīng)于已知要求的空氣噴射器打開的延遲時間的時間增加量，從而提供以時間計量的SOA的設(shè)定?；蛘呖梢酝ㄟ^查找有關(guān)圖表來確定SOA值，該表為確定特定發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況下合適的SOA設(shè)定值的圖表。例如按不同發(fā)動機(jī)速度或負(fù)荷狀況繪制的圖表。
通常情況下，點(diǎn)火被設(shè)定為曲柄角，那么EOA也被設(shè)定為曲柄角。
一般地，輸出噴射器打開的開始(SOA)在輸出噴射器打開持續(xù)結(jié)束過程(EOA)被設(shè)定之后或同時被設(shè)定。
EOA與點(diǎn)火時間的設(shè)定可以被改變，例如在整個噴射進(jìn)程中途。例如，如果查明發(fā)動機(jī)速度下降，所查圖表值會指示出更合適的時間或設(shè)定的設(shè)置。主要由于在燃油系統(tǒng)中燃油壓力的程度，噴射或輸出過程持續(xù)時間的增加或減少通常會導(dǎo)致燃油輸出量的增加或減少。
在怠速或非怠速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，空氣噴射器打開持續(xù)的結(jié)束或EOA，可以按曲柄轉(zhuǎn)角建立。然而，如果需要，這種設(shè)置EOA的方法可以在一種設(shè)置運(yùn)行條件下使用，同時另一種設(shè)置EOA的方法可以對應(yīng)其他的設(shè)定運(yùn)行條件下使用。在這種情況下，在怠速運(yùn)行時點(diǎn)火時間要求非常接近EOA，EOA與點(diǎn)火燃燒之間的關(guān)系就非常重要。
因此，在本發(fā)明方法的一個實例中，在怠速狀況下，EOA可以特別按曲柄角設(shè)立。在非怠速情況下，EOA與點(diǎn)火的關(guān)系要求不很苛刻，發(fā)動機(jī)控制裝置—可以是一個電子控制單元(ECU)，可以在如上述按曲柄角確定SOA之后轉(zhuǎn)換為按時間確定EOA。例如，在高轉(zhuǎn)速情況下，按時間確定EOA與點(diǎn)火更合理，因為在這種情況下按曲柄角設(shè)定是困難的。這些困難會因精確度的下降和其他譯碼器處理的局限而增加。
最好，在怠速和低速下，EOA與有利合理的燃燒按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定，同時在高速時，EOA按時間設(shè)定。
最好，在怠速和低負(fù)荷下，EOA與有利合理的燃燒按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定，同時在高負(fù)荷時，EOA按時間設(shè)定。
同樣地，其余全部或一部分SOF、EOF、SOA和點(diǎn)火，在低速或怠速情況下可以按曲柄角設(shè)定，同時在高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，這些或全部過程可按時間設(shè)定。
簡單地講，剛剛變?yōu)榉堑∷偾闆r的SOA與在怠速下計算的SOA的一致，因為怠速與非怠速情況之間的中斷會引起發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)和可能停車。因此，提供查找圖表值通過使用在發(fā)動機(jī)控制裝置中編制的有利的轉(zhuǎn)換程序，可以在怠速的SOA與非怠速的SOA之間提供平滑的轉(zhuǎn)換。
合適的曲柄轉(zhuǎn)角或定時的確立，無論是SOA、EOA、還是點(diǎn)火都可以利用編碼器來恰當(dāng)達(dá)到，它在發(fā)動機(jī)控制技術(shù)中已被廣泛應(yīng)用。一個多齒的編碼器能夠獲取發(fā)動機(jī)平均速度或位置來作為計算SOA/EOA的基礎(chǔ)，而不用每隔60°曲柄角讀取的原始測量數(shù)據(jù)。然而，無論是平均的還是原始的速度數(shù)據(jù)都可以用于SOA/EOA的計算。最好，原始速度數(shù)據(jù)一般用于怠速，同時平均速度數(shù)據(jù)用于非怠速。
在另一方面，該發(fā)明提供了一個發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)來控制噴射裝置將油/氣混合物噴入內(nèi)燃機(jī)燃燒室的噴入過程，該噴射裝置包括一個發(fā)動機(jī)控制裝置，該裝置被編制有一定程序以在某些發(fā)動機(jī)工況下按曲柄角設(shè)定傳送或空氣噴射器的打開持續(xù)的結(jié)束(EOA)。
該發(fā)動機(jī)控制裝置也可以編制其他程序以便按曲柄角確定傳送或空氣噴射器打開的開始(SOA)。
方便地講，空氣噴射器的打開的開始是在空氣噴射器打開延遲的結(jié)束的建立的隨后或同時被建立的。
在怠速運(yùn)行和非怠速運(yùn)行情況下，EOA可以按曲柄角設(shè)立，相應(yīng)地可以是一個電子控制單元的發(fā)動機(jī)控制裝置也被設(shè)定。然而，如果需要的話，如前面討論的，這種以曲柄角確立EOA的方法可以在一種特定發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況下應(yīng)用，同時另外一種不同的設(shè)定EOA的方法可以在另一種特定的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況下應(yīng)用。例如，該電子控制單元可編制成在怠速狀況下按曲柄角設(shè)定EOA，而在非怠速狀況下按相對時間設(shè)置。
電子控制系統(tǒng)可以帶有編碼器來提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與位置，在此基礎(chǔ)上按曲柄角設(shè)定EOA，或按需要以相對時間設(shè)定EOA。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的應(yīng)用可以幫助維護(hù)發(fā)動機(jī)在低速甚至無負(fù)荷怠速下平穩(wěn)運(yùn)行。特別是對于怠速點(diǎn)火過程中速度變化很明顯的低慣性發(fā)動機(jī)更是如此。其中，進(jìn)一步講，盡管對于高慣性的發(fā)動機(jī)，點(diǎn)火過程中這種速度變化不是很大，但當(dāng)駕駛員要求速度變化時(例如加或減速)，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
我們可以發(fā)現(xiàn)，在某些發(fā)動機(jī)中使用本發(fā)明系統(tǒng)和方法，其中EOA和點(diǎn)火按曲柄角設(shè)立時能維持低怠速狀況在更低的轉(zhuǎn)速，而使以前不能達(dá)到的變?yōu)榭赡堋＠?，我們發(fā)現(xiàn)以前最低穩(wěn)定怠速在600rpm左右的發(fā)動機(jī)現(xiàn)在能將怠速穩(wěn)定在300-350rpm左右。這種低怠速繼而帶來的益處是明顯的，包括良好的燃油消耗率和良好的NVH特性。
通過下面參照附圖對一實例的描述可以更清楚的理解本發(fā)明。其中附圖為

圖1是應(yīng)用這種發(fā)明的控制方法的一個兩沖程發(fā)動機(jī)的一個氣缸的剖面圖。
圖2是輸出燃油給圖1所示發(fā)動機(jī)使用的燃油噴射系統(tǒng)的局部剖正視圖。及圖3是一個典型發(fā)動機(jī)工作循環(huán)中各不同過程發(fā)生次序的圖表。
如圖1所示，發(fā)動機(jī)9是一般常見構(gòu)造的兩沖程發(fā)動機(jī)，它有汽缸10，曲軸箱11和在汽缸10中往復(fù)運(yùn)動的活塞12?；钊?2通過連桿13與曲軸14連接。曲軸箱11上備有與慣用的簧片閥門19相結(jié)合的空氣引進(jìn)口15，傳送通道16(只顯示一個)，該傳送通道連接著曲軸箱11，且有相應(yīng)的旁通口17、18。
旁通口17、18位于汽缸10的缸壁上，它們各自的上邊緣位于汽缸10的同一徑向平面上。排氣口20位于汽缸10缸壁上，一般與旁通口18相對。排氣口20的上邊緣稍微高于旁通口17、18的上邊緣的徑向平面，將在每個的氣缸燃燒循環(huán)中較晚關(guān)閉。
分離式的缸蓋21有一個燃燒腔22，火花塞23與輸出噴射嘴24插入其中。燃燒腔22做成一定結(jié)構(gòu)以促進(jìn)燃?xì)夥謱樱拖竺绹鴮＠?719880中揭示的，這部分內(nèi)容及腔的構(gòu)造的詳細(xì)資料可以參見該專利。然而，這種類型的腔不是必要的，而且，通過現(xiàn)在的揭示講解可了解其他的氣缸蓋21的輪廓。
噴射嘴24在噴射系統(tǒng)29中是一個整體部件，在那兒混合在空氣中的燃油通過供給的空氣壓力輸出到發(fā)動機(jī)9的燃燒室27中。附圖2所示是這種燃燒噴射系統(tǒng)29的一個實例。
燃油噴射系統(tǒng)29與一個合適的商業(yè)通用的燃油計量裝置30結(jié)合，該裝置30可以是一個燃油計量噴射器，類似自動型節(jié)流閥體噴射器，該噴射器與一個具有滯留室32的輸出器或者空氣噴射器31相連接。燃油從燃油腔存儲處通過燃油泵流經(jīng)壓力調(diào)整器吸出，經(jīng)燃油進(jìn)口33進(jìn)入到燃油計量裝置30。燃油計量裝置30按已知的方式運(yùn)行，按發(fā)動機(jī)燃油需求計量出定量的燃油經(jīng)噴射器31的中空閥桿35進(jìn)入滯留室32。過剩供給計量器30的燃油回到燃油貯存處。應(yīng)注意到本發(fā)明并不要求油料計量裝置30具有特別的構(gòu)造，任何適合的裝置都可使用，包括前面提到的容積式計量裝置。
在工作中，空氣源例如壓縮機(jī)供給空氣，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器及一空氣管37提供空氣使滯留室32加壓。傳送閥43被開啟以允許壓縮氣將經(jīng)計量的定量燃油經(jīng)噴嘴24進(jìn)入發(fā)動機(jī)9的燃燒室27。傳送閥43是一個提升閥結(jié)構(gòu)，朝燃燒室27內(nèi)部打開，也就是說，從滯留室32的表面向外。
輸出閥43是組合件，經(jīng)穿過滯留室32的中空閥桿35與位于空氣噴射器31的體座48之中的電磁閥裝置47的銜鐵41相連。閥43通過彈簧48被關(guān)閉，通過激活螺線管47打開。噴射系統(tǒng)29的更詳細(xì)的描述可以在美國專利493439中看到，在此提及的內(nèi)容可詳見該專利。
我們知道閥43是一個輸出閥，因此，它的打開時間依照SOA，關(guān)閉時間依照EOA。同樣地，燃油計量裝置30的打開時間依照SOF且關(guān)閉時間對應(yīng)于EOF。
燃油噴射器30與傳送噴射器31的打開和關(guān)閉都是由一適合的電子控制裝置或處理器對應(yīng)發(fā)動機(jī)循環(huán)通過激活電磁閥來控制的。處理器接收由一速度傳感器(可以是一個編碼器)傳來的輸入信號。在本技術(shù)領(lǐng)域中適當(dāng)?shù)淖g碼器是很知名的，例如轉(zhuǎn)讓給MOTOROLA的美國專利4941445號中指出的產(chǎn)品。
編碼器經(jīng)過適當(dāng)?shù)男盘柼幚硖峁┝税l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，以及關(guān)于曲軸14及發(fā)動機(jī)9其它部件的角位置的數(shù)據(jù)。平均或原始數(shù)據(jù)可以被電子處理器使用，但是，使用一小段時間內(nèi)的平均數(shù)據(jù)會獲得更好的效果，因此，在怠速時最好使用原始數(shù)據(jù)，非怠速時最好使用平均數(shù)據(jù)。
平均或原始的速度的測定可用于為輸出噴射器31的關(guān)閉確定一個合適的曲柄轉(zhuǎn)角。典型地，EOA可通過參照查找圖表來確定，該查找圖表提供了與發(fā)動機(jī)速度相對應(yīng)的不同EOA值。如果需要，查找圖表可用根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)運(yùn)行情況來設(shè)立科目，例如發(fā)動機(jī)負(fù)荷。
如果需要，傳送噴射器31的打開時間(SOA)和燃油計量噴射器30的打開和關(guān)閉時間可以從同一查找圖表中得到，并且所得值可以是曲柄轉(zhuǎn)角或時間。然而，如果需要，對于一個特定發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況或一系列設(shè)定的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況，SOA值、SOF、和EOF的值可以在不同的查找圖表中得到。圖3顯示的是在一個實例中這些過程發(fā)生及結(jié)束的工作次序。
依照按曲柄轉(zhuǎn)角或時間設(shè)定的各噴射器30、31的打開和關(guān)閉時間及在點(diǎn)火所需時刻火花塞23的工作時間，處理器提供合適的信號給傳送噴射器31，電磁驅(qū)動裝置47、油量計量裝置30和火花塞23。上述討論的合適的速度傳感器的一般構(gòu)造和負(fù)荷或需求指示器在工業(yè)上是很知名的，作為處理器來發(fā)揮對發(fā)動機(jī)的控制功能。
因為不希望局限于一些特殊的方法，所以SOA、SOF、EOA和EOF工況可以按曲柄轉(zhuǎn)角或時間決定。例如，一旦EOA按曲柄轉(zhuǎn)角建立，SOA可以通過處理器按時間設(shè)定在EOA之前某一時刻，該時刻距EOA的時間等于要求輸出噴射器31持續(xù)打開的時間。而后從SOA中減去燃油計量噴射器30所需的脈沖寬度和希望的燃油/空氣延遲(FAD)時間，以便獲得按時間計量的SOF和EOF值。這些減法并不需要在實際時間中去進(jìn)行，實際上應(yīng)避免這種減法來減少處理過程的持續(xù)時間。因此，出于此目的查找圖表可以事先或依照所測量的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷來調(diào)整適應(yīng)。
在發(fā)動機(jī)運(yùn)行循環(huán)中，并不是說時間或曲柄轉(zhuǎn)角值被指定給所有的過程。同樣地，是否時間還是曲柄轉(zhuǎn)角值被指定給某個過程，是依靠在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)決定的。
一般地，當(dāng)發(fā)動機(jī)9在低速或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，最好所有值按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定。在這種速度下，EOA與點(diǎn)火之間的關(guān)系是至關(guān)重要的，至少，EOA和點(diǎn)火依照本發(fā)明按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定是合適的。其他過程值的設(shè)定可以是時間也可以是曲柄轉(zhuǎn)角，出于精確的原因后者較好。在這些情況下，發(fā)動機(jī)甚至能在低速下保持平穩(wěn)。
發(fā)動機(jī)速度一旦上升，SOA會在汽缸燃燒循環(huán)中不斷地提前，先前所談的EOA與點(diǎn)火之間的關(guān)系會變得次要。在此，電子處理器會恢復(fù)SOA按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定并且將EOA按時間設(shè)定為一個時間段。點(diǎn)火同樣被按時間設(shè)定。
在怠速到非怠速之間轉(zhuǎn)變時的運(yùn)行不穩(wěn)希望能被避免。因而，一個轉(zhuǎn)變程序工作將怠速下的SOA與非怠速下的SOA之間的這種過度變平滑。合適的查找圖表會提供此內(nèi)容。
本發(fā)明不希望被限制在它在上述描述的具有燃油計量設(shè)備30的發(fā)動機(jī)的應(yīng)用上。EOA精確的設(shè)定在其他類型的發(fā)動機(jī)上同樣重要，就象在澳大利亞申請專利65608/94中描述的。在那個應(yīng)用中，使用容積式燃油計量泵而不用電磁閥驅(qū)動的噴射器。然而，仍要求對泵的運(yùn)行進(jìn)行控制來達(dá)到傳送所需經(jīng)計量的定量燃油到輸出噴射器本發(fā)明并不限于兩沖程發(fā)動機(jī)的范圍內(nèi)，而且可應(yīng)用于四沖程發(fā)動機(jī)。同樣地，發(fā)動機(jī)可以是單缸或多缸的。本發(fā)明同樣能應(yīng)用于具有單流體噴射系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)和那些火花塞點(diǎn)火的發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種由輸出裝置組成的發(fā)動機(jī)噴射系統(tǒng)控制燃油輸出到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的方法，其中，至少在一定的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，輸出裝置打開持續(xù)的結(jié)束和點(diǎn)火的時間被發(fā)動機(jī)控制裝置設(shè)定在各自的曲軸角上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輸出裝置是一種直接噴射式輸出器。
3.通過由輸出噴射器組成的噴射裝置來控制油汽混合物到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的控制方法，其中，在發(fā)動機(jī)一定運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，輸出噴射器打開持續(xù)的結(jié)束由發(fā)動機(jī)控制裝置設(shè)定為特定的曲柄轉(zhuǎn)角。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過燃油計量裝置計量來提供給所述的輸出噴射器的燃油。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，輸出噴射器是一個氣體噴射器，其打開的開始(SOA)被設(shè)定為一個特定的曲柄轉(zhuǎn)角。
6.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，輸出噴射器是一個氣體噴射器，該噴射器打開的開始(SOA)被以時間區(qū)域設(shè)定。
7.如權(quán)利要求3至6的其中任何一項所述的方法，其特征在于，輸出噴射器打開的開始順序或同步地設(shè)立在輸出噴射器打開持續(xù)結(jié)束(EOA)之后。
8.如權(quán)利要求3至7中任何一項所述的方法，其特征在于，在一個噴射動作中EOA和點(diǎn)火時間的設(shè)定被改變。
9.如權(quán)利要求3至8中任何一項所述的方法，其特征在于，EOA或SOA隨所測的發(fā)動機(jī)速度的變化而被變化。
10.如權(quán)利要求3至9中任何一項所述的方法，其特征在于，在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，EOA按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
11.如權(quán)利要求3至10中任何一項所述的方法，其特征在于，在非怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，EOA按時間區(qū)域設(shè)定。
12.如權(quán)利要求3至11中任何一項所述的方法，其特征在于，在非怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，隨著按曲柄轉(zhuǎn)角設(shè)定SOA，EOA再按時間區(qū)域設(shè)定。
13.如權(quán)利要求3至12中任何一項所述的方法，其特征在于，在怠速和低速狀況下，EOA按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域計算。
14.如權(quán)利要求3至13中任何一項所述的方法，其特征在于，在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速狀況下，EOA按時間區(qū)域計算。
15.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，SOA通過從EOA中減去輸出噴射器打開持續(xù)時間來設(shè)定。
16.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，SOA可以由為特定的發(fā)動機(jī)工況而編制的SOA值的圖表獲得。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況至少是發(fā)動機(jī)的速度或負(fù)荷中之一。
18.如權(quán)利要求5至17中任何一項所述的方法，其特征在于，僅用于非怠速狀況下的SOA要與怠速狀況下的SOA值匹配。
19.如權(quán)利要求3至18中任何一項所述的方法，其特征在于，怠速SOA與非怠速的SOA之間的銜接由一過渡程序控制。
20.如權(quán)利要求3至19中任何一項所述的方法，其特征在于，平均速度數(shù)據(jù)用于計算SOA/EOA。
21.如權(quán)利要求3至19中任何一項所述的方法，其特征在于，原始速度數(shù)據(jù)用于計算SOA/EOA。
22.如權(quán)利要求3至21中任何一項所述的方法，其特征在于，在其它運(yùn)行狀況下，EOA被所述發(fā)動機(jī)控制裝置按時間區(qū)域設(shè)定。
23.如權(quán)利要求3至21中任何一項所述的方法，其特征在于，燃油計量裝置是一種燃油計量噴射器，它的打開(SOA)按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
24.如權(quán)利要求3至23中任何一項所述的方法，其特征在于，所述燃油計量裝置是一種燃油計量噴射器，它的關(guān)閉(EOF)按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
25.如權(quán)利要求3至22中任何一項所述，其特征在于，燃油計量裝置是一種燃油噴射器，它的開啟(SOF)以時間區(qū)域設(shè)定。
26.如權(quán)利要求3至22中任何一項所述的方法，其特征在于，燃油計量裝置是一種燃油噴射器，它的關(guān)閉(EOF)以時間區(qū)域設(shè)定。
27.如權(quán)利要求23或25所述的方法，其特征在于，在低速或怠速狀況下，SOA或EOA以曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
28.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于，在高速或非怠速狀況下，SOA或EOA以時間區(qū)域設(shè)定。
29.用于控制輸出油/氣混合物到內(nèi)燃機(jī)燃燒室的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，它包括一個帶已編程的發(fā)動機(jī)控制裝置的輸出噴射器，用于在一定的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，將打開持續(xù)的結(jié)束設(shè)定為一個曲柄轉(zhuǎn)角。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，包括一用于計量提供給所述輸出噴射器燃油的燃油計量裝置。
31.如權(quán)利要求29或30所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)控制裝置編制有根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況的輸出噴射器打開持續(xù)結(jié)束的時間(EOA)和點(diǎn)火時間。
32.如權(quán)利要求29至31中任一項所述的系統(tǒng)，包括一個編碼器，為發(fā)動機(jī)控制裝置提供速度和/或位置數(shù)據(jù)來設(shè)定EOA。
33.如權(quán)利要求29至32任何一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機(jī)控制裝置編制有用于在特定發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下輸出噴射器打開的開始時間(SOA)。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況至少是發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)負(fù)荷中的一個。
35.如權(quán)利要求33或34所述的系統(tǒng)，其特征在于，SOA按時間區(qū)域被設(shè)定。
36.如權(quán)利要求29至35中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機(jī)控制裝置被編制為在怠速狀況下，EOA按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
37.如權(quán)利要求29至36中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機(jī)控制裝置被編制為在高速或非怠速狀況下，EOA被以時間區(qū)域設(shè)定。
38.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計量裝置是一種計量噴射器，它的打開或關(guān)閉時間(SOF/EOF)按時間區(qū)域設(shè)定。
39.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計量裝置是一種計量噴射器，它的打開或關(guān)閉時間(SOF/EOF)按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
40.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，在高速或非怠速狀況下，SOF和(或)EOF按時間區(qū)域設(shè)定。
41.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其特征在于，在低速或怠速狀況下，SOF和(或)EOF按曲柄轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定。
42.如權(quán)利要求1至41中任一項所述的系統(tǒng)或方法，其特征在于，該發(fā)動機(jī)是一種火花塞點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)。
43.如權(quán)利要求1至28中任一項所述的方法，其特征在于點(diǎn)火被設(shè)定在曲柄角范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明是一種由噴射裝置(29)控制將油/氣混合物送入內(nèi)燃機(jī)燃燒室的輸送過程的方法,該噴射裝置(29)由一燃油計量裝置(30)與一氣體輸出噴射器(31)組成。本發(fā)明特征在于,在某些發(fā)動機(jī)工況下,氣體輸出噴射器(31)打開持續(xù)的結(jié)束和點(diǎn)火定時,通過一發(fā)動機(jī)控制裝置設(shè)定為特定的曲柄轉(zhuǎn)角。
文檔編號F02D41/40GK1197500SQ96197199
公開日1998年10月28日 申請日期1996年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月25日
發(fā)明者戴維·理查德·沃思 申請人:軌道工程有限公司