控制内燃机起动时的燃料喷射的制作方法
【专利摘要】一种用于控制内燃机起动时的燃料喷射的方法包含确定一个起动时设定点燃料量的第一步骤，该起动时设定点燃料量取决于该发动机的一个设定点加速度与该发动机的一个瞬时加速度之间的差值。本发明还涉及一种电子控制单元和一种机动车辆。
【专利说明】控制内燃机起动时的燃料喷射
[0001]发明【技术领域】
[0002]本发明涉及控制热力发动机起动时燃料(值得注意的是汽油)喷射的领域，该热力发动机特别地被使用在一种机动车辆的情况中。
[0003]更具体地讲，本发明的主题是一种用于控制热力发动机起动时燃料喷射的方法、实施这种方法的一种电子控制单兀、以及装备有这样一种单兀的一种机动车辆。
现有技术
[0004]对于降低污染排放物的日益增长的研究引起对热力发动机的消耗节约的研究并且因此最大程度地优化该发动机的所有运行区域。
[0005]发动机起动阶段产生消耗和污染排放物，这是因为在这个阶段中高的能量必须被供应以起动该发动机。这个问题是格外关键的，因为同时排气后处理系统由于其低的热平衡而呈现低的效率。发动机中未由爆炸消耗的任何燃料在排气中以HC/C0的形式存在。
[0006]如已知的，内燃发动机起动阶段中的控制喷射利用了一种开环自动化解决方案并且因此要求标定，该标定将与影响该发动机的制造、环境、以及燃料类型相关联的变化考虑在内。喷射是在一个平的速率设定点上调节的(通过控制这些喷射器的打开/关闭来调整喷射时间)，该速率设定点将这些变化考虑在内以便增大该空气/燃料混合物的浓度。该空气/燃料混合物必须在起动时被强烈地浓缩以便使这种操作成为可能而无视这些条件。具体地讲，该标定必须使之有可能在由具有最低可能挥发性的燃料供给的发动机的最大惰性(即呈现最大的内部机械摩擦)时起动该发动机。这种情况的结果在大多数情况下是相比于每个发动机的实际需要的过度消耗以及并未由该后处理系统处理的污染排放物，该后处理系统总体上包括一种催化剂并且在起动时仍未达到其运行温度。
[0007]只要在接下来的起动达到一个足够的温度之后闭环自动化控制才变得可能。在实践中，在达到这个温度之前，确定一个代表浓度的可靠信号以便允许到闭环调节的必要返回目前是不可能的。
[0008]发明目的
[0009]本发明的目标是要提出一种用于控制热力发动机起动时的燃料喷射的解决方案，该解决方案弥补以上列出的这些缺点。
[0010]本发明的第一方面涉及一种用于控制热力发动机起动时的燃料喷射的方法，该方法包括根据该发动机的一个设定点加速度与该发动机的一个瞬时加速度之间的差值来确定一个起动时设定点燃料量的一个第一步骤。
[0011]该确定步骤可以包括确定一个实际发动机速度导数与一个发动机速度导数设定点之间的差值的一个第一阶段，该实际速度导数与该速度导数设定点之间的差值代表该发动机的设定点加速度与该发动机的瞬时加速度之间的差值。
[0012]在第一阶段中，该实际速度导数可以是由该发动机的瞬时速度导数的一个值以及一种发动机冷却用热传递液体的一个温度来确定的。
[0013]在第一阶段中，该发动机速度导数设定点可以是由该发动机冷却用热传递液体的温来确定的，所述导数的计算间距是与该瞬时速度成比例的。
[0014]该确定步骤可以包括由一个图谱生成一个起动时浓度校正因子的一个第二阶段，该图谱取该实际速度导数与该发动机速度导数设定点之间的差值以及该发动机冷却用热传递液体的温度作为输入。
[0015]该图谱可以对应于一个浓度校正比例调节器。
[0016]该确定步骤可以包括由该起动时浓度校正因子和一个预定基本设定点燃料量来对该起动时设定点燃料量进行表征的一个第三阶段。
[0017]该表征第三阶段可以包括根据发动机重新起动的可能次数来对该起动时浓度校正因子的一次调制。
[0018]该方法可以包括一个第二步骤，该第二步骤在于喷射一定量的燃料，该燃料量选择性地对应于由该第一步骤确定的起动时设定点燃料量或者一个预定基本设定点燃料量。
[0019]该起动时设定点燃料量和该预定基本设定点燃料量之间的选择至少取决于采用与该发动机的瞬时速度相关联的一个指标的一个第一条件以及采用同该发动机的一个实际速度导数与一个发动机速度导数设定点之间的差值相关联的一个指标的一个第二条件。
[0020]例如如果该发动机的瞬时速度大于或等于一个预定第一阈值则该第一条件可以被满足。
[0021]例如如果该发动机的实际速度导数与该发动机速度导数设定点之间的差值大于或等于一个预定第二阈值则该第二条件可以被满足。
[0022]该第二步骤可以在于当该第一条件和第二条件被同时满足时，在一个确定的持续时间内喷射该第一步骤中确定的起动时设定点燃料量。
[0023]该确定的持续时间可以是该发动机冷却用热传递液体的温度的一个函数。
[0024]该起动时设定点燃料量与该预定基本设定点燃料量之间的选择可以取决于发动机重新起动的可能次数。
[0025]该第二步骤可以包括根据有待喷射的燃料量来调节该发动机上的燃料喷射时间。
[0026]本发明的第二方面涉及一种电子控制单元，该电子控制单元实施用于控制如以上呈现的热力发动机起动时的燃料喷射的方法。
[0027]本发明的第三方面涉及一种机动车辆，该机动车辆包括这样一个电子控制单元、一个热力发动机、以及供应该热力发动机的并且由该电子控制单元驱动的一个燃料喷射装置。
[0028]附图简要说明
[0029]其他优点和特征将由以下的通过非限制性实例给出并在附图中表示的本发明的具体实施例的说明中变得更加清楚，在附图中:
[0030]-图1展示了实施根据本发明的一种控制方法的一个示例性电子控制单元的框图，
[0031]-图2展示了图1的“Startup_Factor”方框的结构，
[0032]-图3 展示了图 2 的 “Setpoint_Derivative” 方框的结构，
[0033]-图4 展不了图 2 的 “Instantaneous derivative，，方框的结构，
[0034]-图5 展示了图1 的 “Startup_Fuel_Weight” 方框的结构，
[0035]-图6展示了图5的“Startup_Mode”方框的结构，[0036]-图7 展不了图 5 的 “Fuel_Weight_Application” 方框的结构，
[0037]-图8 展不了 图 7 的 “Deactivation_Condition” 方框的结构，
[0038]-并且图9表示了当根据本发明的控制被应用时该发动机速度以及该发动机的一个设定点加速度与该发动机的一个瞬时加速度之间的差值随时间的趋势曲线。
[0039]本发明优先实施例的说明
[0040]参见图1至图9，以下提出的解决方案涉及起动热力发动机的操作过程中燃料(例如汽油)的喷射控制，该热力发动机例如是被安装在一种车辆中，值得注意的是该车辆是机动车辆的类型。
[0041]因此第一方面涉及一种用于控制热力发动机起动时燃料喷射的方法。根据一个重要特征，该方法包括一个第一步骤，该第一步骤在于确定一个起动时设定点燃料量，该确定量是该发动机的一个设定点加速度与该发动机的一个瞬时加速度之间的差值的一个函数。如以下将详述的，该控制方法然后包括一个第二步骤，该第二步骤在于喷射一定量的燃料“Q_INJ_C0NS_DEM”，该燃料量选择性地对应于由该第一步骤确定的起动时设定点燃料量“Q_INJ_DEM”或者一个预定基本设定点燃料量“Q_INJ”。
[0042]这种控制的原理因此是要比较该发动机的一个加速度设定点和该发动机的实际加速度。该加速度具体涉及角加速度。因此所获得的差值代表了由该发动机传送的并且对于起动所需要的机械扭矩。
[0043]图1展示了实施根据本发明的一种控制方法的一个示例性电子控制单元的框图。为此，该控制单元包括用于制定一个起动时浓度校正因子的一个第一方框，这个第一方框被称作“Startup_Factor”。从第一方框“Startup_Factor”输出的这个校正因子“RichnesS_C0rr_Fac”供应一个用于制定有待喷射燃料量“Q_INJ_C0NS_DEM”的第二方框的输入之一，图1中这个方框被称作“Startup_Fuel_Weight”。
[0044]在下文，这些附图之间的剩余命名与本说明书的术语如下:
[0045]-发动机冷却用热传递液体的温度:“Temp_water”，
[0046]-瞬时发动机速度导数:“DERV_N”，
[0047]-发动机状态:“ΕΤΑΤ_Μ0Τ”，
[0048]-实际发动机速度:“N”，
[0049]-预定基本设定点燃料量:“Q_INJ”，
[0050]-使该单元通电的事件“EV_PW”，
[0051]-使该发动机停机的事件:“EV_STA”，
[0052]-在上止点的事件:“EV_TDC”，
[0053]-允许离散模式计算该第一步骤的例如周期为IOms的周期事件，以便能够被集成到一个发动机计算机中:“EV_10ms”。
[0054]为了能够比较该发动机的加速度设定点和该发动机的实际加速度，该确定步骤包括确定该发动机的一个实际速度导数(图4中称作“Instantaneous derivative”的输出I)与一个发动机速度导数设定点(图3中称作“Setpoint derivative”的输出I)之间的一个差值的第一阶段，该实际速度导数与速度导数设定点之间的差值代表了该发动机的设定点加速度与该发动机的瞬时加速度之间的差值。
[0055]推理如下:[0056]以下等式被假定:
【权利要求】
1.一种用于控制热力发动机起动时燃料喷射的方法，其特征在于，该方法包括根据该发动机的一个设定点加速度与该发动机的一个瞬时加速度之间的差值来确定一个起动时设定点燃料量(“Q_INJ_DEM”)的一个第一步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该确定步骤包括确定一个实际发动机速度导数与一个发动机速度导数设定点之间的差值的一个第一阶段，该实际速度导数与该速度导数设定点之间的差值代表该发动机的设定点加速度与该发动机的瞬时加速度之间的差值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在该第一阶段中，该实际速度导数是由该发动机的瞬时速度导数的一个值(“DERV_N”)和一种发动机冷却用热传递液体(“Temp_water”)的一个温度来确定的。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在该第一阶段中，该发动机导数设定点是由该发动机冷却用热传递液体的温度(“ Temp_water ”)来确定的，所述导数的计算间距是与该瞬时速度(“N”)成比例的。
5.如权利要求2至4中任意一项所述的方法，其特征在于，该确定步骤包括由一个图谱生成一个起动时浓度校正因子(“RichneSS_Corr_FaC”)的一个第二阶段，该图谱取该实际速度导数与该发动机速度导数设定点之间的差值以及该发动机冷却用热传递液体的温度(“Temp_water”)作为输入。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该图谱对应于一个浓度校正比例调节器。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，该确定步骤包括由该起动时浓度校正因子(“RichnesS_C0rr_F ac”)和一个预定基本设定点燃料量(“Q_INJ”)表征该起动时设定点燃料量(“Q_INJ_DEM”)的一个第三阶段。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该表征第三阶段包括根据发动机重新起动的可能次数(“Red_Mot”)来对该起动时浓度校正因子(“Richness_Corr_Fac”)的一次调制。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法包括一个第二步骤，该第二步骤在于喷射一定量的燃料(“Q_INJ_CONS_DEM”)，该燃料量选择性地对应于由该第一步骤确定的起动时设定点燃料量(“Q_INJ_DEM”)或者一个预定基本设定点燃料量(“Q_INJ”)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该起动时设定点燃料量(“Q_INJ_DEM”)和该预定基本设定点燃料量(“Q_INJ”)之间的选择至少取决于采用与该发动机的瞬时速度(“N”)相关联的一个指标的一个第一条件以及采用同该发动机的一个实际速度导数与一个发动机速度导数设定点之间的差值相关联的一个指标的一个第二条件。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，如果该发动机的瞬时速度(“N”)大于或等于一个预定第一阈值则满足该第一条件。
12.如权利要求10和11之一所述的方法，其特征在于，如果该发动机的实际速度导数与该发动机速度导数设定点之间的差值大于或等于一个预定第二阈值则满足该第二条件。
13.如权利要求10至12中任意一项所述的方法，其特征在于，该第二步骤在于当该第一条件和第二条件被同时满足时在一个确定的持续时间内喷射该第一步骤中确定的起动时设定点燃料量(“Q_INJ_DEM，，)。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该确定的时间是该发动机冷却用热传递液体的温度(“Temp_water”)的一个函数。
15.如权利要求9至14中任意一项所述的方法，其特征在于，该起动时设定点燃料量(“Q_INJ_DEM”)与该预定基本设定点燃料量(“Q_INJ”)之间的选择取决于发动机重新起动的可能次数(“ RecLMot ”)。
16.如权利要求9至15中任意一项所述的方法，其特征在于，该第二步骤包括根据有待喷射的燃料量(“Q_INJ_CONS_DEM”)来调节该发动机上的燃料喷射时间。
17.一种电子控制单元，实施如以上权利要求之一所述的用于控制热力发动机起动时的燃料喷射的方法。
18.—种机动车辆,包括如权利要求17所述的一个电子控制单兀、一个热力发动机、以及供应该热力发 动机的并且由该电子控制单元驱动的一个燃料喷射装置。
【文档编号】F02D41/30GK103782014SQ201280043315
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年9月26日
【发明者】S·奥尔利尔, P·佩雷内斯, F·布勒耶-马丁 申请人:雷诺股份公司