改善了喷射事件重新定相的内燃发动机运行控制装置 本发明涉及内燃发动机的运行控制， 更确切地说涉及在检测到定相误差的情况下 对发动机喷射事件重新定相。
更具体地说， 本发明涉及所谓的间接顺序燃料喷射式 ( 即， 每个气缸包括至少一 个位于进气门上游的喷射器， 所述喷射器每个发动机循环至少开启一次 )、 在发动机循环的 两转之间缺少防错系统 ( 即， 例如， 缺少凸轮轴位置传感器 ) 的四冲程循环内燃发动机。
这里的 “喷射事件” 指的是， 喷射器的开启。
如本领域技术人员所知的， 某些上述类型的发动机包括发动机控制装置， 该发动 机控制装置包括检测设备和控制设备， 其中检测设备一旦运行就负责检测相对于发动机的 不同气缸各自的曲轴参考角度位置的喷射事件定相误差， 控制设备负责在检测到定相误差 的情况下重新定相喷射事件。重新定相 ( 或重新同步 ) 是要让喷射事件在发动机循环中挪 位一转 ( 即曲轴的 360 度 )。
在重新定相转换过程中， 必须确保每个气缸在每个发动机循环中接收到正常燃烧 所需的燃料量。事实上， 必须谨慎， 因为空气 - 燃料混合物只在进气门开启期间 ( 即， 在大 约四分之一个完整的发动机循环期间 ) 被吸入到气缸中， 因此， 吸入到气缸中的燃料的量 取决于在进气门两次开启之间喷射器总共的开启持续时间。
至少两种方案被提出用于在检测到定相误差的情况下控制喷射事件的重新定相。 第一种方案是， 每一发动机转命令一次喷射器在每次喷射器开启时喷射燃烧所需燃料量的 一半而系统地起动发动机， 然后， 一旦防错装置在发动机运转的情况下能够区分一个发动 机循环的两发动机转， 就切换到以正确的喷射定相进行每个发动机循环一次喷射。
第二种方案是， 每个发动机循环命令一次喷射器而系统地起动发动机， 然后， 一旦 检测出定相误差， 就逐渐地在每个发动机循环中使喷射事件挪位几度， 一直到获得 360 度 的总挪位。
没有一个已知的方案能够完全让人满意， 因此本发明的目标是改善这个情况。
为此， 本发明提出了一种用于控制内燃发动机 ( 在引言部分中介绍的类型 ) 运行 的装置， 该装置包括负责检测相对于不同气缸各自的参考角度位置的喷射事件定相误差的 检测设备， 以及负责在检测到定相误差的情况下重新定相喷射事件的控制设备。
所述装置的特征在于， 其控制设备负责在检测到气缸的定相误差的情况下， 在进 气门关闭之后， 在仅一次操作中重新定相该气缸的喷射器开启命令。
根据本发明所述的控制装置可包含其他特征， 这些特征可被单独采用或结合采 用， 尤其是 ：
- 其控制设备可以负责确定气缸的新参考角度位置并当确切地超过该气缸的前一 参考角度位置 360 度时设立该新参考角度位置。该新设立的参考角度位置于是定义发动机 新循环的开始并且用作在该新循环中定相喷射器的开启命令的参考 ；
- 其控制设备可以负责一个气缸接一个气缸地设立新参考角度位置 ；
- 其控制设备可以负责当气缸的喷射器的开启发生在该气缸的新参考角度位置设 立期间时中断该开启 ；
- 其控制设备可以负责在气缸的新参考角度位置设立之后并且相对于该新参考角 度位置对该气缸的至少一个喷射事件进行重新定相之后， 每 720 度产生一个该气缸的新参 考角度位置 ；
- 其控制设备可以负责在发动机的起动阶段， 每个发动机循环命令一次每个喷射 器的开启。
本发明还涉及包括以上所述类型的控制装置的发动机控制单元， 或称 ECU( 为 Engine Control Unit 的英文首字母缩写 )。
在研究了以下详细的描述以及附图之后， 本发明的其他特征和优点将变得显而易 见， 在附图中 ：
- 图 1 非常示意地且功能性地示出了发动机的一部分， 该部分与设有根据本发明 所述的控制装置的发动机控制单元联接。
- 图 2 示意地示出了在存在短的喷射持续时间和与小于 360 度的喷射开始角度相 关联的起动定相误差的情况下， 发生在发动机的四个气缸中的事件的时间图的第一示例。
- 图 3 示意地示出了在存在短的喷射持续时间和与大于 360 度的喷射开始角度相 关联的起动定相误差的情况下， 发生在发动机的四个气缸中的事件的时间图的第二示例。 - 图 4 示意地示出了在存在长的喷射持续时间和起动定相误差的情况下， 发生在 发动机的四个气缸中的事件的时间图的第三示例。
附图不仅能够用于补充本发明， 而且在必要时还能够对其限定做出贡献。
本发明的目的是， 允许在检测到定相误差的情况下， 对内燃发动机 ( 在引言部分 中介绍的类型 ) 的喷射事件重新定相。
在下文中， 作为非限制性示例， 将认为内燃发动机属于机动车辆的一部分。 但本发 明不局限于该种应用。
如图 1 所示， 发动机 ( 间接顺序燃料喷射的四冲程式内燃发动机 )M 尤其包括至少 两个气缸 Ci， 在每个气缸 Ci 中有与曲轴 V 连接的活塞 PN 在其中运动， 且每个气缸 Ci 包括 至少一个进气门 SA 和喷射器 IJ， 它们由根据本发明的控制装置 D 控制。
在图 1 中示出的非限制性实施例中， 装置 D 为发动机控制单元 ( 或简称 EUC， 或称 车载电子 (électronique de bord))UC 的一部分， 所述发动机控制单元 UC 用于根据指令 和 / 或定值以及代表发动机 M 的当前运行情况的参数来确定和发送发动机 M 的调整参数值 ( 或运行参数值 )。
如图 1 示意性且功能性地示出的， 装置 D 主要包括互相联接的检测模块 MD 和控制 模块 MC。
检测模块 MD 负责检测喷射定相误差。该定相误差的检测建立在对预定时刻来自 发动机运行的信号进行分析的基础上， 其中所述信号是适当定相的特征。所需信息可参考 申请人的法国专利申请 FR 07 03 953、 FR 07 03954、 FR 07 03 956 或 FR 07 03 957。
在下文中， 将以非限制的方式认为， 对于给定的气缸 Ci， 曲轴 V 的参考角度位置对 应于发动机循环的 0 度角。当定相正确时， 气缸的参考角度位置大致对应于被本领域技术 人员称作在吸气冲程结束时的气缸 Ci 的活塞 PN 的下止点。每个气缸都有其自己的独有的 曲轴 V 的参考角度位置， 以便为其喷射器 IJ 应用期望的开启角度， 曲轴每转 720 度就由控 制装置 D 对该参考角度位置进行定义 ( 即每个发动机循环一次 )。
如上所述， 控制模块 MC 负责定义每个气缸 Ci 的曲轴 V 的参考角度位置， 似及在检 测模块 MD 检测到定相误差时， 重新定相喷射事件 ( 喷射器 IJ 的开启 )。
更具体地说， 在检测模块 MD 检测到气缸 Ci 的定相误差时 ( 发动机在运行中 )， 一 旦该汽缸 Ci 的进气门 SA 已经关闭， 控制模块 MC 就重新定相该气缸 Ci 的喷射器 IJ 和 / 或 进气门 SA 的开启命令。这里 “重新定相喷射器的开启命令” 指的是， 相对于新的参考角度 位置定相喷射器的开启命令。
由于喷射的重新定相开始于进气门 SA 再关闭的时刻， 故转换 ( 重新定相转换或重 新同步转换 ) 可以是几乎瞬时的， 而没有丰度漂移的风险。
优选地， 一旦确切地超过气缸 Ci 的前一参考角度位置 ( 即错误的参考角度位 置 )360 度 ( 而不是 720 度 )， 控制模块 MC 就为每个气缸 Ci( 一个气缸接一个气缸地， 每个 气缸一次地 ) 确定新参考角度位置。于是该重新设立的参考角度位置定义新的发动机循环 的开始。另外， 该新参考角度位置用作时间参考， 以便在新循环中定相气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启命令， 即以便在时间上相对于新循环的开始正确定位喷射器开启的开始。
优选地， 控制模块 MC 按照气缸的点火顺序进行新参考角度位置的设立。换句话 说， 例如， 对于包括四个气缸且其气缸 Ci 的点火顺序为 “1-3-4-2” 的发动机 M 而言， 先设立 第一气缸 C1 的新参考角度位置， 然后设立第三气缸 C3 的新参考角度位置， 再次设立第四气 缸 C4 的新参考角度位置， 最后设立第二气缸 C2 的新参考角度位置。
另外， 优选地， 控制模块 MC 设置成当气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启发生在对气缸 Ci 设立新参考角度位置的阶段时， 中断气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启。
需要注意的是， 一旦控制模块 MC 已经定义了气缸 Ci 的新参考角度位置且相对于 该新参考角度位置已经重新定相了气缸 Ci 的喷射事件， 它就恢复标准运行， 该标准运行旨 在每 720 度产生一个气缸 Ci 的新参考角度位置 ( 即每个发动机循环一次 )。
同样需要注意的是， 为了减少每个起动阶段的污染物排放， 控制模块 MC 可以在发 动机循环的基础上命令每个喷射器 IJ 开启一次或多次， 并喷射燃料总量， 而不是在发动机 转的基础上命令每个喷射器 IJ 开启一次或多次并喷射燃料总量的一半。
现在参考图 2 来描述在喷射持续时间短并且检测模块 MD 已检测到每个气缸 Ci 上与大于 360 度的喷射开始角度相关联的起动定相误差时， 对设有四个气缸 Ci 的发动机 的喷射事件重新定相的第一示例。这里涉及喷射器 IJ 的开启开始的定位误差 (erreur de calage)。在图 2 中， 灰色长方形 (OSA) 表示的是气缸 Ci 的进气门 SA 的开启持续时间， 带 有从左向右影线的长方形 (OI) 表示的是气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启持续时间， 而带有从左 向右影线且划有叉的长方形 (OINR) 表示的是未实现的气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启。
在所述的第一示例中， 在第四气缸 C4 的进气门 SA 是开启的时刻 RD， 要求重新同步 ( 或重新定相 )。于是， 控制模块 MC 为第四气缸 C4 确定新参考角度位置 PR4’ ， 然后在第四 气缸 C4 的前一参考角度位置 PR4 之后的 360 度处设立该新参考角度位置 PR4’ 。由于该新 参考角度位置 PR4’ ， 进气门 SA 的开启阶段正确地位于新循环的第四个四分之一中， 但预计 的喷射器 IJ 的时域位置直到那时都是不正确的。因此， 控制模块 MC 阻止第四气缸 C4 的喷 射器 IJ 的开启阶段发生在预计的第一个四分之一中直到那时， 并且相对于由新参考角度 位置 PR4’ 定义的新循环的开始在时间上对该喷射器 IJ 的开启开始正确地重新定位 ( 即在 新循环的第三个四分之一中 )。然后， 控制模块 MC 对第二气缸 C2 实行同样的操作， 再次是第一气缸 C1， 最后是第三气缸 C3。
现在参考图 3 来描述在喷射持续时间短并且检测模块 MD 已检测到每个气缸 Ci 上 与小于 360 度的喷射开始角度相关联的起动定相误差时， 对设有四个气缸 Ci 的发动机的喷 射事件重新定相的第二示例。图 3 中， 灰色长方形 (OSA) 表示的是气缸 Ci 的进气门 SA 的 开启持续时间， 带有从左向右影线的长方形 (OI) 表示的是气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启持续 时间。
在所述的第二示例中， 在第四气缸 C4 的进气门 SA 是开启的时刻 RD， 要求重新同 步 ( 或重新定相 )。于是， 控制模块 MC 为第四气缸 C4 确定新参考角度位置 PR4’ ， 然后在第 四气缸 C4 的前一参考角度位置 PR4 之后的 360 度处设立该新参考角度位置 PR4’ 。由于该 新参考角度位置 PR4’ ， 预计的喷射器 IJ 的时域位置直到那时都是不正确的。因此， 控制模 块 MC 相对于由新参考角度位置 PR4’ 定义的新循环的开始在时间上对第四气缸 C4 的喷射 器 IJ 的开启开始正确地重新定位 ( 即在新循环的第一个四分之一中 )。然后， 控制模块 MC 对第二气缸 C2 实行同样的操作， 再次是第一气缸 C1， 最后是第三气缸 C3。
现在参考图 4 来描述在喷射持续时间长并且检测模块 MD 已检测到起动定相误差 时， 对设有四个气缸 Ci 的发动机的喷射事件重新定相的第三示例。 这里涉及喷射器 IJ 的开 启开始的定位误差。在图 4 中， 灰色长方形 (OSA) 表示的是气缸 Ci 的进气门 SA 的开启持 续时间， 带有从左向右影线的长方形 (OI) 表示的是气缸 Ci 的喷射器 IJ 的开启持续时间， 而带有从右向左影线的长方形 (OII) 表示的是气缸 Ci 的喷射器 IJ 的中断的开启。 在所述的第三示例中， 在第四气缸 C4 的喷射器 IJ 和进气门 SA 是开启的时刻 RD， 要求重新同步 ( 或重新定相 )。 于是， 控制模块 MC 为第四气缸 C4 确定新参考角度位置 PR4’ ， 然后在第四气缸 C4 的前一参考角度位置 PR4 之后的 360 度处设立该新参考角度位置 PR4’ 。 新参考角度位置 PR4’ 的设立阶段发生在其喷射器 IJ 为开启的期间， 因此控制模块 MC 中断 该开启阶段， 这意味着预计的喷射器 IJ 的时域位置直到那时都是不正确的。另外， 由于新 参考角度位置 PR4’ ， 进气门 SA 的开启阶段正确地位于新循环的第四个四分之一中。因此， 控制模块 MC 相对于由新参考角度位置 PR4’ 定义的新循环的开始在时间上对第四气缸 C4 的喷射器 IJ 的开启开始正确地重新定位 ( 即在新循环的第一个四分之一中 )。然后， 控制 模块 MC 对第二气缸 C2 实行同样的操作， 再次是第一气缸 C1， 最后是第三气缸 C3。
控制模块 MC 和检测模块 MD 优选地以软件模块 ( 或计算机模块 ) 的形式实现。 但， 控制模块 MC 和检测模块 MD 也可以以电子电路或电子电路和软件相结合的形式实现。
本发明允许将现有技术的两种方案各自提供的优点结合起来， 即， 在每个起动阶 段减少污染物排放， 以及当需要重新定相时， 同步转换在一次操作中完成， 因此非常迅速， 而不会引起丰度变化 ( 不期望的 )。
本发明不局限于仅仅作为示例给出的上述发动机控制单元和控制装置的实施例， 而是包含本领域技术人员能想到的所有实施例变型。