[發明專利]內燃機燃油系統多次噴射控制方法

有效

• 申請號: 201110462218.5
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103161595B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 杭勇;李駿;龔笑舞;莊志華;胡川;王伏;丁俊東
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: F02D41/40
• 分類號: F02D41/40
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機燃油系統多次噴射控制方法，具體講是一種用于內燃機燃油系統多次噴射模式下補償前次噴射對后次噴射影響的控制方法。

背景技術

機動車排放的顆粒(PM)和氮氧化合物(NOx)是環境污染的主要污染物之一。為了保護環境，各國相繼制訂排放法規，嚴格控制PM和NOx的排放。對于安裝共軌系統的柴油發動機來講，提高燃油噴射次數，構造不同的噴油規律，能夠同時降低PM和NOx。例如在柴油機的一次工作循環中，將噴入燃燒室柴油的單一噴射分成兩次或者多次噴射。對于兩次噴射來講，一般包括一次引導噴射和一次主噴射，或者一次主噴射和一次后繼噴射。為了保證柴油機的動力性、經濟性以及低排放的要求，精確控制每一次的燃油噴入量至關重要。但是，由于在執行前次噴射時，噴油器控制腔出油口打開，控制腔壓力迅速降低，在結束前次噴射式時，噴油器控制腔出油口迅速關閉，在連接油軌和噴油器的高壓管道以及噴油器體內的高壓管路內發生水錘現象，產生壓力波，導致后次噴射的燃油量極大的偏離目標量。因此，必須對后次燃油噴射量進行補償。

對后次噴射燃油量的補償一般有兩種方式。一種是直接補償油量，一種是補償噴射脈寬。相對于油量補償，脈寬補償更加精確，應用更 加方便，反映更迅速。在現有的控制多次噴射燃油量的專利中，主要是對噴油器噴射油量進行修正。中國專利CN 1846049A公開了一種內燃機的燃油噴射系統。該控制系統在多次噴射模式下根據在先噴射與后繼噴射之間的時間間隔，相對于目標值改變在后噴射的波動量。當油軌壓力為預定的基準壓力時，計算隨著時間間隔的增加隨基準波動模型變化的在后噴射的基準波動量；當油軌壓力不是基準油軌壓力時，首先獲取沿時間間隔增加或減小方向的第一變化率以及沿噴射量的波動量增加或減小方向的第二變化率，然后時間間隔與第一變化率相乘以得出修改的時間間隔，并且與該修改后時間間隔相一致的基準波動量與第二變化率的倒數相乘，將所得到的量作為在后噴射的波動量。同時引入噴油正時對繼后噴油波動量的修正。該方法實際就是將油軌壓力修正時間間隔，兩次噴射目標油量以及噴油器開啟正時修正后繼噴射的波動量。這種補償方法存在以下幾方面的不足：第一，實際實驗中我們發現，后繼噴射油量波動量隨兩次噴射的時間間隔成周期性波動模型，并具有衰減性。不同結構的噴油器，周期性波動模型差別較大。波動頻率與噴油器結構、油軌壓力等因素有關，但與兩次噴射的油量和發動機轉速沒有關系。油軌壓力越大，噴油器控制腔內油軌壓力波動頻率越大，導致后繼噴射油量波動頻率越高，且兩者波動頻率相同。同時，油軌壓力還影響周期性波動模型的振幅。因此，僅用油軌壓力來修正兩次噴射的時間間隔是不夠的。本文提出的后繼噴射油量波動周期性衰減模型僅需考慮一個周期的模型結構，在保證 補償準確性的同時大大簡化了波動模型。第二，燃油溫度影響燃油的密度，對后繼噴射波動模型的波動頻率和振幅有影響。隨著燃油溫度的升高，同一工況下相同的噴射間隔后繼噴射波動量最大達到5毫升，因此必須考慮燃油溫度對后繼噴射燃油波動量的修正。第三，噴油器在接受到開啟或者關閉的時候，存在一定的延時。尤其是關閉延遲，在不同油軌壓力和目標噴射油量下關閉延遲變化較大。開啟延時和關閉延時直接影響到兩次噴射時間間隔控制的準確性，必須精確考慮。

中國專利CN1995730A提出了一種用于控制多次燃油噴射的供給量系統，該系統能夠保證當初始噴射未能完全結束與后繼噴射開始之前時，保證噴入燃燒室的燃油總量與目標值一致。該方法存在一定的局限性。以三次噴射為例，一般來講，引導噴射結束到主噴射開始之間的時間間隔在5度左右，而主噴射結束到后繼噴射開始之間的時間間隔也在5到8度左右。如果兩次噴射間隔過短，將導致ECU元器件發熱量大增，嚴重時將會燒毀某些部件。另外，從應用角度將，如果兩次噴射產生重疊將起不到多次噴射的效果。因此，在實際過程中應該避免相鄰的兩次噴射重疊。具體做法是將兩次噴射修正后的時間間隔與標定的最小時間間隔相比較，取較大的一個值。