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      發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的制造方法_3

      文檔序號(hào):9602224閱讀:來源:國(guó)知局
      縮)+MPI模式被選擇。換句話說,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)在高負(fù)載下時(shí),三個(gè)模式,即DI模式,DI(進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式和DI (進(jìn)氣)+MPI模式中的一個(gè)模式以轉(zhuǎn)速遞增的順序,根據(jù)轉(zhuǎn)速Ne被選擇。
      [0078]在DI (進(jìn)氣)+MPI模式被選擇的中等負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,總?cè)剂蠂娚淞縁jt高負(fù)載下的小,因?yàn)槠渌璧妮敵霰雀哓?fù)載下的小。在壓縮沖程期間的缸內(nèi)噴射可能引發(fā)煙霧。因此,在中等負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,滿足所需的輸出的同時(shí),僅在進(jìn)氣沖程期間內(nèi)限制缸內(nèi)噴射防止煙霧。
      [0079]當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)在高負(fù)載且高轉(zhuǎn)速狀態(tài),DI (進(jìn)氣)+MPI模式被選擇,通過限制對(duì)于進(jìn)氣沖程的缸內(nèi)噴射的時(shí)期,防止煙霧且同時(shí)保證從缸內(nèi)噴射閥11噴射的燃料具有足夠的時(shí)間氣化。在DI (進(jìn)氣)+MPI模式下,在進(jìn)氣沖程期間通過缸內(nèi)噴射閥11的燃料噴射的時(shí)期,和通過端口噴射閥12的燃料噴射的時(shí)期被預(yù)設(shè)。一旦DI (進(jìn)氣)+MPI模式被選擇,除非時(shí)期被端口噴射時(shí)期更改單元3e (下文描述)改變,燃料在預(yù)設(shè)的噴射時(shí)期被噴射。需要注意的是,在這種模式下的端口噴射時(shí)期例如被設(shè)置,以便端口噴射在從膨脹沖程的后階段到排氣沖程的持續(xù)時(shí)間被實(shí)施。這樣就為形成燃料-空氣混合物提供了足夠的時(shí)間,導(dǎo)致改善的均質(zhì)性,從而提高了排氣性能。
      [0080]當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)在高負(fù)載且中等轉(zhuǎn)速模式下,DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式被選擇,通過分別在兩步中實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)噴射:在進(jìn)氣沖程期間和在壓縮沖程期間,進(jìn)氣冷卻效果被最大化且同時(shí)改善燃燒。在排氣沖程期間額外的端口噴射增加預(yù)混合的量,導(dǎo)致改善的排氣性能。由于三步燃料噴射相比在其他運(yùn)行狀態(tài)下的燃料噴射量,減少在各自的沖程內(nèi)的燃料噴射量,所以串漏和煙霧被抑制。
      [0081]在DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式下,在進(jìn)氣和壓縮沖程期間用于通過缸內(nèi)噴射閥11的燃料噴射的時(shí)期,以及用于通過端口噴射閥12的燃料噴射的時(shí)期被預(yù)設(shè)。因而,一旦DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式被選擇,除非時(shí)期被端口噴射時(shí)期更改單元3e (下文描述)改變,燃料在被預(yù)設(shè)的噴射時(shí)期被噴射。
      [0082]當(dāng)DI(進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式被選擇后,缸內(nèi)噴射量FD被劃為:在進(jìn)氣沖程期間要被噴射的燃料的量Fdi (下文稱之為“進(jìn)氣噴射量Fdi” ),以及在壓縮沖程期間要被噴射的燃料的量FDe(下文稱之為“壓縮噴射量FDe”),用于在每一個(gè)沖程內(nèi)噴射燃料。壓縮噴射量FDC與進(jìn)氣噴射量F DI的比例W( = F dc/Fdi)被預(yù)設(shè),并且在DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式中的缸內(nèi)噴射量FD以該比例W被劃分。
      [0083]壓縮噴射量FDe與進(jìn)氣噴射量F DI的比例W值被設(shè)置為0〈W〈1的值。換句話說,在進(jìn)氣沖程期間比在壓縮沖程期間從缸內(nèi)噴射閥11噴射的燃料更多,并且其余的燃料在壓縮沖程期間被噴射。代替比例W,進(jìn)氣噴射量FDI與缸內(nèi)噴射量F。的比例W1 ( = F di/Fd)和壓縮噴射量FDC與缸內(nèi)噴射量F D的比例W2 ( = F dc/Fd)可以被預(yù)設(shè)。在這種情況下,W1和W2將滿足以下條件:W1>W2和W = W1+W2。
      [0084][2-2.增壓控制]
      [0085]增壓控制是用于確定渦輪增壓器30的運(yùn)行狀態(tài)(例如,渦輪增壓器30是否激活,或者渦輪增壓器30的動(dòng)作大小)的控制,取決于發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)10所需的輸出的大小。具體來說,例如,基于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、發(fā)動(dòng)機(jī)10的負(fù)載P、空氣的量、填充效率Ec (例如目標(biāo)填充效率和實(shí)際填充效率)和加速開度APS的各種參數(shù),通過控制廢閘閥32的開度來實(shí)施增壓控制。
      [0086]在典型的增壓控制中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的所需負(fù)載大于預(yù)定負(fù)載值匕時(shí),關(guān)閉廢閘閥32并激活渦輪增壓器30。結(jié)果,增壓增加了被引入氣缸20的進(jìn)氣空氣的量,導(dǎo)致增加的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。與此相反的,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的所需負(fù)載等于或小于預(yù)定負(fù)載值匕時(shí),廢閘閥32開啟以允許廢氣通過排氣旁路路徑31流過。結(jié)果,從渦輪增壓器30的廢氣渦輪輸出被減小,或者渦輪增壓器30被停用。
      [0087][2-3.閥重疊期控制]
      [0088]閥重疊期控制是用于確定最佳的閥重疊期的控制方法,以便提高進(jìn)氣空氣的充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出,并尋址燃料-空氣混合物的串漏。閥重疊期為進(jìn)氣閥27打開的時(shí)期和排氣閥28打開的時(shí)期的重疊的時(shí)期。較長(zhǎng)的閥重疊期增強(qiáng)掃氣效果并增加進(jìn)氣空氣的充氣效率,導(dǎo)致增強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。然而,在閥重疊期期間,進(jìn)氣閥27和排氣閥28均開啟,包括從端口噴射閥12噴射的燃料的燃料-空氣混合物傾向于發(fā)生串漏。尤其當(dāng)增壓控制激活渦輪增壓器30時(shí),串漏可能頻繁發(fā)生。
      [0089]例如,依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)以及發(fā)動(dòng)機(jī)10所需的輸出的大小,閥重疊期被設(shè)置。在本實(shí)施例中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,閥重疊期被設(shè)置。在本實(shí)施例中,三種設(shè)置用于閥重疊期。
      [0090]首先,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下且DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式在噴射區(qū)域控制中被選擇時(shí),例如,采用任何已知的技術(shù)設(shè)定“標(biāo)準(zhǔn)閥重疊期”。否則,當(dāng)DI模式在噴射區(qū)域控制(即,在高負(fù)載和低轉(zhuǎn)速區(qū)域下)中被選擇后,閥重疊期從“標(biāo)準(zhǔn)閥重疊期”被延長(zhǎng)。這用來最大化掃氣效果,因?yàn)椋贒I模式下,不需要尋址包括通過端口噴射閥12噴射的燃料的燃料-空氣混合物的任何串漏。
      [0091]當(dāng)DI (進(jìn)氣)+MPI模式在噴射區(qū)域控制(例如,在高負(fù)載和低轉(zhuǎn)速區(qū)域下)中已被選擇時(shí),閥重疊期從“標(biāo)準(zhǔn)閥重疊區(qū)”被縮短。這抑制從端口噴射閥12噴射的燃料的串漏??勺冮y致動(dòng)機(jī)構(gòu)40被控制以提供被設(shè)置或改變的閥重疊期。
      [0092]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在低或中等負(fù)載開啟狀態(tài)時(shí),閥重疊期例如被設(shè)置為0(或者任何預(yù)設(shè)的值),并且可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)40相應(yīng)地被控制。
      [0093][3.控制配置]
      [0094]參見附圖1,發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置1具有發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載計(jì)算單元2,噴射控制單元3,增壓控制單元4和閥控制單元5,作為實(shí)現(xiàn)上述控制的部件。閥控制單元5具有閥重疊更改單元5a。也參見圖2,噴射控制單元3帶有總?cè)剂狭坑?jì)算單元3a,噴射模式選擇單元3b,比例更改單元3c,噴射量設(shè)定單元3d,端口噴射時(shí)期更改單元3e和噴射控制信號(hào)輸出單元3f。這些部件可以通過電子電路(硬件)被嵌入,或可以被編程作為軟件,或者一部分功能可以以硬件提供,而另一部分可以以軟件提供。
      [0095][3-1.發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載計(jì)算單元]
      [0096]發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載計(jì)算單元2適用于計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)10的負(fù)載P的大小。如在其中所使用的,術(shù)語“負(fù)載P”代表力或功率(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出,馬力)、功(能量)等等,其在發(fā)動(dòng)機(jī)10上施加阻力。典型地,發(fā)動(dòng)機(jī)10所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出或任何其他相關(guān)的參數(shù),被處理作為負(fù)載Po
      [0097]負(fù)載P例如基于被引入到氣缸20的空氣的量被計(jì)算出,或基于進(jìn)氣空氣的流速或排氣空氣的流速被計(jì)算出,等等。負(fù)載P可以基于任何其他參數(shù)計(jì)算得到,該其他參數(shù)諸如為進(jìn)氣壓力,排氣壓力,車速V,轉(zhuǎn)速Ne,加速開度APS或外部負(fù)載裝置的運(yùn)行狀態(tài)等。在本實(shí)施例中,負(fù)載P的大小基于根據(jù)進(jìn)氣流速Q(mào)和轉(zhuǎn)速Ne計(jì)算得到的填充效率Ec或充氣效率Εν計(jì)算得到。在這個(gè)單元中計(jì)算得到的負(fù)載Ρ的值被傳送到噴射控制單元3,增壓控制單元4和閥控制單元5。
      [0098][3-2.噴射區(qū)域控制單元]
      [0099]噴射控制單元3 (噴射控制器)適用于通過控制通過缸內(nèi)噴射閥11的燃料噴射和通過端口噴射閥12的燃料噴射來實(shí)施噴射區(qū)域控制。
      [0100]基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速Ne和通過發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載計(jì)算單元2計(jì)算得到的負(fù)載Ρ,總?cè)剂狭坑?jì)算單元3a適用于計(jì)算在單個(gè)燃燒循環(huán)內(nèi)達(dá)到所需的輸出的要被噴射的燃料的量,作為總?cè)剂狭縁T。例如,包括發(fā)動(dòng)機(jī)10的負(fù)載P和轉(zhuǎn)速Ne作為參數(shù)的燃料噴射量圖被預(yù)先存儲(chǔ)在噴射控制單元3中,并且使用該圖,要被噴射的燃料的總量(即,總?cè)剂狭縁T)被計(jì)算得到。在這個(gè)單元中被計(jì)算得到的總?cè)剂狭縁T被傳送到噴射量設(shè)定單元3d。
      [0101]基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài),噴射模式選擇單元3b適用于從上面描述的幾種燃料噴射模式:MPI模式,DI模式和DI+MPI模式,中選擇一種。噴射控制單元3存儲(chǔ)定義了發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)與燃料噴射模式之間的關(guān)系的圖、計(jì)算公式等等?;谶@樣的圖、計(jì)算公式等等選擇出一個(gè)燃料噴射模式。
      [0102]本實(shí)施例中,圖4所示的噴射模式圖被預(yù)先存儲(chǔ)在噴射控制單元3中。在這個(gè)噴射模式圖中,燃料噴射模式被指定于坐標(biāo)平面上,該坐標(biāo)平面由負(fù)載P作為垂直軸、轉(zhuǎn)速Ne作為水平軸而定義。具體地,在負(fù)載P低于預(yù)設(shè)的第一負(fù)載低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,MPI模式區(qū)域被指定。這里,第一負(fù)載?:是預(yù)設(shè)的常數(shù),大約等于或小于預(yù)設(shè)的負(fù)載P s,該預(yù)設(shè)的負(fù)載Ps為確定是否激活渦輪增壓器30的增壓的閾值。換句話說,在MPI模式區(qū)域中,通過渦輪增壓器30的增壓沒有被激活。
      [0103]在負(fù)載P等于或大于第一負(fù)載?1并小于預(yù)設(shè)的第二負(fù)載P 2的中等負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,DI (進(jìn)氣)+MPI模式被指定。這里,第二負(fù)載匕是預(yù)設(shè)的常數(shù),大于第一負(fù)載P i且大約為總負(fù)載的80%。
      [0104]在負(fù)載P等于或大于第二負(fù)載匕的高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,以下的三個(gè)區(qū)域:DI模式區(qū)域(第一轉(zhuǎn)速區(qū)域)、DI(進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式區(qū)域(第一轉(zhuǎn)速區(qū)域,邊際速度區(qū)域)、以及DI (進(jìn)氣)+MPI模式區(qū)域(第二轉(zhuǎn)速區(qū)域,邊際速度區(qū)域)以轉(zhuǎn)速Ne的遞增順序被指定。為簡(jiǎn)潔描述,轉(zhuǎn)速Ne小于第一轉(zhuǎn)速Nei的區(qū)域被稱為DI模式區(qū)域。轉(zhuǎn)速Ne等于或大于第一轉(zhuǎn)速^^^且小于第二轉(zhuǎn)速Ne 2的區(qū)域被稱為DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式區(qū)域。轉(zhuǎn)速Ne等于或大于第二轉(zhuǎn)速Ne2的區(qū)域被稱為DI (進(jìn)氣)+MPI模式區(qū)域。這里,例如,第一轉(zhuǎn)速Nei為預(yù)先設(shè)定的大于0的常數(shù),并且為等于或大于空閑(idle)轉(zhuǎn)速的值。第二轉(zhuǎn)速他2也是預(yù)先設(shè)定的常數(shù),并且大于第一轉(zhuǎn)速Ne 10
      [0105]MPI模式區(qū)域,DI模式區(qū)域,DI (進(jìn)氣)+MPI模式區(qū)域和DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式區(qū)域分別為MPI模式,DI模式,DI (進(jìn)氣)+MPI模式和DI (進(jìn)氣,壓縮)+MPI模式被選擇的區(qū)域。通過將轉(zhuǎn)速Ne和負(fù)載P應(yīng)用到如圖4所示的噴射模式圖中,噴射模式選擇單元3b選擇一種燃料噴射模式。被選擇的燃料噴射模式被傳送到比例更改單元3c和噴射量設(shè)定單元3d以及閥控制單元5。
      [0106]根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速Ne,當(dāng)負(fù)載P在第二負(fù)載P2或更大的高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下,且燃料噴射模式為DI+MPI模式時(shí),比例更改單元3c適用于改變端口噴射量FP與缸內(nèi)噴射量FD的比例R。如圖5 (a)中實(shí)線所示,比例更改單元3c隨著轉(zhuǎn)速Ne的增加而增加比例R,隨著轉(zhuǎn)速Ne的減小而減小比例R。
      [0107]換句話說,隨著轉(zhuǎn)速Ne相對(duì)于第一轉(zhuǎn)速Nei增加,比例更改單元3c逐漸減小缸內(nèi)噴射量FD與總?cè)剂狭縁 ^勺比例R1 (在圖中以短劃線表示),并逐漸增加端口噴射量F P與總?cè)剂狭縁T的比例R2 (在圖中以鏈雙短劃線表示)。這種控制用于滿足在高轉(zhuǎn)速Ne下的所需的輸出,在高轉(zhuǎn)速Ne下,在單個(gè)燃燒循環(huán)內(nèi)可以被噴射到氣缸20內(nèi)的燃料的量(即,缸內(nèi)噴射量Fd)被限制。另一方面,在低轉(zhuǎn)速Ne下,該控制用于抑制可能在閥重疊期期間發(fā)生的串漏。
      [0108]在如圖5(a)的實(shí)線所示,在這個(gè)控制中,比例更改單元3c限制端口噴射量FP與缸內(nèi)噴射量FD的比例R的最大值為1。換句話說,如圖中短劃線和雙短劃線所示的,在高轉(zhuǎn)速,缸內(nèi)噴射量FD與總?cè)剂狭縁灑比例R1被設(shè)置為等于端口噴射量FP與總?cè)剂狭縁拍比例R2。這是因?yàn)椋鐖D5(b)所示出的,當(dāng)端口噴射量FP與缸內(nèi)噴射量FD的比例R達(dá)到0.5或更大的時(shí)候,對(duì)于一樣的總?cè)剂狭控?,通過缸內(nèi)噴射的進(jìn)氣冷卻效果急劇地減弱,并且輸出量也變得非常低。當(dāng)比例R通過比例更改單元3c改變后,改變的比例R被傳送到噴射量設(shè)定單元3d。
      [0109]噴射量設(shè)定單元3d適用于,依據(jù)噴射模式選擇單元3b所選擇的燃料噴射模式,設(shè)定來自缸內(nèi)噴射
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