发动机喷油控制方法及发动机电控单元的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及发动机的技术领域，尤其是一种发动机喷油控制方法及发动机电控单元，主要用于发动机的喷油控制。
【背景技术】
[0002 ]目前汽车发动机一般采用多个气缸，常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、1缸、12缸等。如图1a至图1d所示，为发动机气缸的四冲程工作行程的示意图，发动机气缸共有进气行程(如图la)、压缩行程(如图lb)、做功行程(如图1c)和排气行程(如图1d)四个行程。发动机气缸包括进气门11、排气门12、喷油器13、活塞14、曲柄连杆机构15等部件。在做功行程中，曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能，对外输出动力;而在其他三个行程中，由于惯性作用又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动，完成进气、压缩和排气动作。在每完成进气-压缩-做功-排气的四个工作行程中，曲轴转动两圈，即在每个工作行程中曲轴转动半圈。
[0003]发动机气缸在完成一次做功的过程中，需要在正确的时间通过喷油器喷出正确的油量，喷油开始时间和喷油量多少的精确性对发动机性能影响较大。图2为发动机气缸的喷油时序图，发动机电控单元(ECU)根据发动机的各项运行参数确定最佳喷油量，然后输出一个触发喷油器的控制信号，在这个控制信号中，包含了喷油开始点和喷油脉宽，其中喷油脉宽是喷油器每次喷油的时间长度，喷油脉宽决定了喷油量的多少。由于发动机转速较高，每次喷油时间很短，因此发动机电控单元给出的喷油控制信号是一个很短暂的脉冲信号，这个脉冲信号的时间宽度就是喷油脉宽。每次喷油的喷油脉宽不是固定的，它随着发动机转速、负荷和进气量等参数的不同而变化，发动机电控单元根据这些参数计算并更新每一次喷油的具体喷油脉宽。
[0004]发动机都安装有曲轴，为了随时得知发动机气缸的行程(进气、压缩、做功、排气)，在曲轴上还安装有一个曲轴信号盘，是为了识别曲轴运行位置(发动机行程)而增加的部件，且随着曲轴转动而转动。曲轴信号盘一般具有(60-2)个齿，即有2个缺齿，这是为了方便识别曲轴的位置。曲轴信号盘为齿状是为了方便磁电传感器和霍尔传感器工作，利于形成高、低电平的方波，这样软件可以根据高、低电平的方波推断曲轴的详细运动情况。曲轴转动一圈为360度，共60个曲轴齿，每一个曲轴齿为6度。曲轴信号盘的半圈即30个曲轴齿(180度)。
[0005]如上面提到，每次喷油的喷油脉宽和喷油相位等喷油变量是变化的，现有针对喷油相位和喷油脉宽等喷油变量的更新，一般是采用角度周期(如每隔曲轴半圈即180度更新一次)。如果采用每曲轴半圈(即曲轴每转动半圈即180度)更新一次喷油变量，就要在曲轴信号盘一圈的60个齿中，找其中2个曲轴齿做为进行喷油变量更新的更新齿(曲轴半圈更新齿)，这2个曲轴齿相隔半圈(30齿)，如选取在曲轴信号盘每转动到第2齿和第32齿时，更新一次喷油变量(即喷油相位和喷油脉宽)。
[0006]发动机电控单元中针对喷油控制设有上层软件(即应用层软件)和下层软件(即底层软件)。应用层软件与底层软件之间关系如图3所示，应用层软件主要用于处理复杂逻辑计算，底层软件主要用于驱动发动机执行器(如喷油执行器，即喷油器)。针对喷油控制，应用层软件每曲轴半圈会计算并更新一次喷油变量如喷油相位和喷油脉宽，并把计算出的喷油相位和喷油脉宽传递给底层软件;底层软件通过调用喷油驱动函数(即驱动硬件工作的函数)，使用应用层软件传递过来的喷油脉宽和喷油相位计算出喷油开始点，再根据该喷油开始点设置单片机计时器，在计时器计时到达该喷油开始点时触发喷油器执行喷油。在此，喷油脉宽即喷油持续时间，与发动机的功率需求或扭矩需求等正相关;喷油相位即喷油位置，用于推断喷油结束点，目的是得到最佳的喷油时机，使发动机燃烧最好。
[0007]目前发动机喷油控制算法多为如下两种方法，第一种是底层软件采用一个固定的曲轴齿来触发喷油驱动函数，利用应用层软件传递过来的喷油脉宽和喷油相位计算出喷油开始点和喷油结束点;第二种是采用转速分段法，在不同阶段的发动机转速，采用不同的曲轴齿来触发喷油驱动函数，利用应用层软件传递过来的喷油脉宽和喷油相位计算出喷油开始点和喷油结束点。上述两种方法，由底层软件执行的喷油脉宽、喷油相位与应用层软件计算出的喷油相位、喷油脉宽都不同程度存在有延迟性，影响喷油闭环控制，尤其是怠速稳定控制。
[0008]图4为气缸喷油与半圈更新齿之间关系图，由图4可看出，应用层软件把曲轴信号盘的第2齿和第32齿当作每曲轴半圈的触发点，来更新点火、喷油变量。现发动机喷油控制多为底层软件采用一个喷油驱动触发点方式，由于喷油相位是一个变化量，喷油开始点是由喷油相位、喷油脉宽逆推回来得到的，如图2所示。为了保证底层软件喷油驱动触发点在喷油开始点的前面，通常把底层软件喷油驱动触发点选在最大喷油脉宽和最大喷油相位逆推回来的喷油开始点前面(如前面2个曲轴齿)。
[0009]结合图2与图4可看出，如果喷油脉宽和喷油相位足够小，底层软件喷油驱动触发点可能会选在图4的①之前、①到②之间、或②到③之间(其中①②③均为半圈更新齿)。由于应用层软件在半圈更新齿会计算并更新喷油变量，因此把底层软件喷油驱动触发点选在图4的①之前，底层软件与应用层软件之间交互喷油变量(即应用层软件将计算的喷油变量传给底层软件)的实时性最差(因为在喷油开始点之前还要经历①②③三次喷油变量更新)；选在①到②之间，底层软件与应用层软件之间交互喷油变量的实时性次之(因为在喷油开始点之前要经历②③两次喷油变量更新)；选在②到③之间，底层软件与应用层软件之间交互喷油变量的实时性较好(因为在喷油开始点之前只需经历③一次喷油变量更新)。如果图4的喷油开始点在半圈更新齿③之后触发，则选在半圈更新齿③到喷油开始点之间，底层软件与应用层软件之间交互喷油变量的实时性最好(因为此时是利用最新更新的喷油变量进行喷油驱动的)。
[0010]从上面分析可以看出，无论是选择一个固定的曲轴齿还是采用转速分段法来触发喷油驱动函数，都难以做到底层软件与应用层软件之间交互喷油变量的最好实时性。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种发动机喷油控制方法，以解决底层软件与应用层软件之间交互喷油变量的实时性较差的问题。
[0012]本发明实施例提供一种发动机喷油控制方法，包括如下步骤:
[0013]由最大喷油脉宽和最大喷油相位得出最早喷油开始点；
[0014]在该最早喷油开始点之前底层软件第一次触发喷油驱动函数以计算得到初始喷油开始点，并根据该初始喷油开始点设置执行喷油的计时；
[0015]判断第一次触发喷油驱动函数的触发点到该初始喷油开始点之间的曲轴角度差范围内是否存在有曲轴半圈更新齿；
[0016]若第一次触发喷油驱动函数的触发点到该初始喷油开始点之间的曲轴角度差范围内存在有曲轴半圈更新齿，则选择在最接近该初始喷油开始点的曲轴半圈更新齿之后且在该初始喷油开始点之前，该底层软件再次触发喷油驱动函数以计算得到实际喷油开始点，并