一种直喷发动机喷射次数的控制方法、系统及汽车
本发明公开了一种直喷发动机喷射次数的控制方法，其包括如下步骤：将发动机工况划分为起动模式，催化器起燃模式，暖机模式和正常运行模式，确定四种模式下的燃烧喷射次数；建立四种模式下的喷射次数表格；根据四种模式的优先级判断发动机处于哪种工况；四种模式的优先级越来越低；在燃烧模式发生变化、燃烧模式未发生变化的情况下，根据四种模式下的喷射次数表格、发动机转速确定最终的燃烧喷射次数。本发明还提供一种系统及汽车。本发明在充分考虑发动机工况和环境瞬态变化，以及发动机转速波动控制直喷发动机喷射次数，以避免喷射次数波动而造成发动机转速波动、影响排放和燃油经济性。
发明专利
CN202311530950.0
2023-11-14
CN117469045A
2024-01-30
F02D41/30(2006.01)
东风汽车集团股份有限公司
秦龙;雷雪;张春娇;王冬;赵建华
430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道特1号
湖北武汉永嘉专利代理有限公司
王丹
湖北;42
1.一种直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 将发动机工况划分为起动模式，催化器起燃模式，暖机模式和正常运行模式，确定四种模式下的燃烧喷射次数，其中，起动模式下的燃烧喷射次数为CNTInjection1Raw、催化器起燃模式下的燃烧喷射次数为CNTInjection2Raw、暖机模式下的燃烧喷射次数为CNTInjection3Raw、正常运行模式下的燃烧喷射次数为CNTInjection4Raw；建立四种模式下的喷射次数表格； 根据四种模式的优先级判断发动机处于哪种工况；四种模式的优先级越来越低； 在燃烧模式发生变化、燃烧模式未发生变化的情况下，根据四种模式下的喷射次数表格、发动机转速确定最终的燃烧喷射次数。 2.根据权利要求1所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于： 根据四种模式的优先级判断发动机处于哪种工况中暖机模式判断如下： 根据发动机燃烧次数CntCombustionCyl和发动机水温确定暖机系数rWarmUp； 将暖机系数rWarmUp与暖机系数阈值进行比较，从而确定发动机是否处于暖机模式。 3.根据权利要求2所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于： 根据发动机燃烧次数CntCombustionCyl和发动机水温确定暖机系数rWarmUp的方法为： 首先获取发动机燃烧次数CntCombustionCyl： 读取Cnti中的最大值CntMax和最小值CntMin；Cnti为第i个气缸的燃烧次数，是指从发动机转速为0开始计数，第i个缸的喷油次数，在发动机转速为0时，将燃烧次数Cnti复位为0，如果第i个缸断油，则燃烧次数Cnti保持不更新； 1)当CntMax-CntMin<A，则其中/>N为发动机气缸数，ri为加权系数，当各个气缸燃烧次数接近，则ri取/> 2)当CntMax-CntMin>B，说明各个气缸燃烧次数不接近，发动机出现断油，各个气缸燃烧不一致；读取CntMax的缸号x，CntMin的缸号y，则CntCombustionCyl取和其他气缸燃烧次数的最小值，其中/>为取/>不小于0的整数； 以上的计算中，发动机燃烧次数CntCombustionCyl不允许减小，一旦发现减小，则控制其保持不变； 然后根据发动机燃烧次数CntCombustionCyl和发动机水温确定暖机系数rWarmUp： 模式的计算更新，每隔一个采样周期进行一次。 4.根据权利要求2所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于： 将暖机系数rWarmUp与暖机系数阈值进行比较，从而确定发动机是否处于暖机模式的方法为： 一旦检测到起动模式退出后，则读取起动模式退出前的暖机系数rWarmUp，将其与暖机系数阈值比较：1)如果不大于0，则进入正常模式，而不进入暖机模式；2)如果大于0，则进入暖机模式； 如未进入正常模式，则在后续采样周期中，采用实时的暖机系数与暖机系数阈值进行比较：1)如果不大于0，则进入正常模式，而不进入暖机模式；2)如果大于0，则仍然保持为暖机模式； 一旦进入正常模式，则不再进入暖机模式；直至发动机再次进入起动模式后才可能会进入暖机模式。 5.根据权利要求1所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于： 起动模式下的喷射次数表格为： 催化器起燃模式下的喷射次数表格为： 暖机模式下的喷射次数表格为： 正常运行模式下的喷射次数表格为： 6.根据权利要求1所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于：在燃烧模式发生变化、燃烧模式未发生变化的情况下，根据四种模式下的喷射次数表格、发动机转速确定最终的燃烧喷射次数的方法为： 在燃烧模式发生变化时，则根据进入模式的喷射次数表格确定喷射次数；其中查表获取方法为：取坐标轴上临近的值，即：跟哪个坐标轴近则取哪个坐标轴对应的喷射次数，如果与坐标轴两边都一样近，则取坐标轴较大对应的喷射次数；另，需避免出现不理想的喷射次数，当出现不理想的喷射次数时取坐标轴较近的办法； 在燃烧模式未发生变化时，根据该模式的喷射次数表格确定喷射次数一；根据发动机转速n'和喷油量mfuelActiveCyl'、该模式的喷射次数表格确定喷射次数二，其中，发动机转速n'＝发动机转速n减去预设转速偏移量n1，喷油量mfuelActiveCyl'＝喷油量mfuelActiveCyl减去预设转速偏移量m1；根据发动机转速n'和喷油量mfuelActiveCyl'、该模式的喷射次数表格确定喷射次数三，其中，发动机转速n'＝由发动机转速n加上预设转速偏移量n1)，喷油量mfuelActiveCyl'＝喷油量mfuelActiveCyl加上预设转速偏移量m1)； 1)当喷射次数一、喷射次数二和喷射次数三相等，在燃烧模式未发生变化时，此时的发动机转速n和喷油量mfuelActiveCyl确定的最终喷射次数取喷射次数一； 2)当喷射次数一、喷射次数二和喷射次数三不相等，在燃烧模式未发生变化时，此时的发动机转速n和喷油量mfuelActiveCyl确定的最终喷射次数保持不变，即维持上一个采样周期获取得到的喷射次数。 7.根据权利要求6所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于： 由于喷油嘴在长期使用后会出现积碳问题，以及发动机零部件出现老化现象，预设转速偏移量n1和预设转速偏移量m1可能会出现偏差，因此在整个发动机生命周期内预设转速偏移量n1和预设转速偏移量m1需进行自学习更新； 预设转速偏移量n1会按照两个数值进行学习更新存储，包括n11和n12,其中n11用于计算喷射次数一，n12用于计算喷射次数二；预设转速偏移量m1会按照两个数值进行学习更新存储，包括m11和m12,其中m11用于计算喷射次数一的，m12用于计算喷射次数二；n11、n12、m11、m12不断更新； 预设转速偏移量n1和预设转速偏移量m1进行自学习更新的方法为： 判断是否满足自学习更新条件，在所有条件同时满足时才能进行自学习更新； 读取各个工况下的发动机转速n、喷油量mfuelActiveCyl、喷射次数、目标空燃比、实际空燃比、目标发动机转速： 1)如果喷油量mfuelActiveCyl波动小，但发动机转速波动大，且喷射次数未固定不变，则 1.1)如果处于转速闭环控制激活，则将实际转速最大值与目标转速之差，作为正偏差，即将正偏差代替n12来计算喷射次数二，并将正偏差作为新的n12来存储；将目标转速与实际转速最小值之差，作为负偏差,即将负偏差代替n11来计算喷射次数一，并将负偏差作为新的n11来存储； 1.2)如果转速闭环控制未激活，则读取发动机转速平均值、发动机转速最大值和最小值；将发动机转速最大值减去发动机转速平均值作为正偏差，将正偏差代替n12来计算喷射次数二，并将正偏差作为新的n12来存储；将发动机转速平均值减去发动机转速最小值作为负偏差，将负偏差代替n11来计算喷射次数一，并将负偏差作为新的n11来存储； 2)如果发动机转速波动小，但喷油量mfuelActiveCyl波动大，且喷射次数未固定不变，则 2.1)如果目标空燃比处于闭环控制激活，则将实际空燃比最大值与目标发动机转速之差，作为正偏差，将正偏差代替m12来计算喷射次数二，并将正偏差作为新的m12来存储；将目标发动机转速与实际空燃比最小值之差，作为负偏差,将负偏差代替m11来计算喷射次数一，并将负偏差作为新的m11来存储； 2.2)如果目标空燃比未处于闭环控制激活，则读取实际空燃比平均值、实际空燃比最大值和最小值；将实际空燃比最大值减去实际空燃比平均值作为正偏差，将正偏差代替m12来计算喷射次数二，并将正偏差作为新的m12来存储；将实际空燃比平均值减去实际空燃比最小值作为负偏差，将负偏差代替m11来计算喷射次数一，并将负偏差作为新的m11来存储； 3)如果发动机转速波动小，但喷油量mfuelActiveCyl波动小，且喷射次数固定不变，且实际空燃比波动小,则将n11、n12、m11和m12分别取之前存储下0.95倍、0.95倍、0.98倍和0.98倍，并存储下来； 以上n11、n12、m11和m12均在每个驾驶循环过程中最多更新一次，且更新存储后在本次驾驶循环不采用，待下一个驾驶循环激活时，则将更新的值进行替换采用； 在过渡工况，即工况发生变化后的预设时间T2内，1)如果出现空燃比波动过大，则立刻取这两种工况中m11和m12的最大值用于进行喷射次数的控制，否则采用两种工况中的最小值用于进行喷射次数的控制；2)如果出现转速波动过大，则立刻取这两种工况中n11、n12的最大值用于进行喷射次数的控制，否则采用两种工况中的最小值用于进行喷射次数的控制；直至工况再次发生变化时，再根据空燃比和转速波动情况采用相同办法判断选择哪个工况的n11、n12、m11和m12；过渡工况的预设转速偏移量n1和预设转速偏移量m1的调整不存储，即在下一个驾驶循环重新进行判断更新。 8.根据权利要求7所述的直喷发动机喷射次数的控制方法，其特征在于： 预设转速偏移量n1和预设转速偏移量m1自学习更新条件为： 进入气缸的气体温度波动范围在±3℃范围内； 节气门开度波动范围不超过±2.5％； 车速波动范围在±2km/h内； 油门开度波动范围不超过±2％； 进入气缸的目标进气压力波动范围不超过±3kPa； 燃烧模式未发生变化； 未检测出任何故障； 本次驾驶循环未更新过预设转速偏移量n1； 本次驾驶循环未更新过预设转速偏移量m1； 在以上所有条件同时满足后且维持时间超过T才允许进行预设转速偏移量n1和预设转速偏移量m1的更新。 9.一种发动机燃油喷射次数控制系统，其特征在于，用于执行上述权利要求1至8任意一项所述的发动机燃油喷射次数控制方法。 10.一种汽车，其特征在于，包括上述权利要求9所述的发动机燃油喷射次数控制系统。