[发明专利]修正内燃机内汽缸不平衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机内的汽缸平衡控制，特别地涉及机动车用柴油共轨发动机。

更具体地，本发明涉及如权利要求1的前述部分所述的修正汽缸不平衡的方法。

背景技术

在传统内燃机内，实际在每次喷射时喷射入每个汽缸内的燃油数量可能和由电子控制单元(ECU)要求的，以及被用来确定喷射器的激发时间的名义燃油数量不同。

有若干因素导致了这一不同，特别是由生产过程扩大引起的喷射器特征的偏离以及由于喷射系统老化造成的同样特征的时间漂移变化。事实上，现有的喷射器生产过程不够精确到生产具有窄公差的喷射器；此外，这些公差随着在喷射器寿命内的老化越来越恶化。因此，对给定的激发时间和给定的轨道压力，实际喷射的燃油数量可能因喷射器而异。

这一喷射燃油数量不同导致了因汽缸而异的扭矩不平衡，引发了诸如压力峰值不同，放热以及作用在被用来和传感器或检波器一起测定曲柄轴转动的曲柄轴轮上的动力学影响的不同。

已知的用来修正汽缸不平衡的控制系统包括测定因汽缸而异的不平衡幅度，以及通过闭环控制修正因气缸而异的喷射燃油数量的步骤。特别地，传统的控制系统是基于对曲柄轴轮信号的分析的。

在往复运动的内燃机中，每个汽缸的气压扭矩是周期函数，这是由热力学特质造成的。因此，在4冲程发动机中，该气压扭矩的周期为720°CA(曲柄轴角度)。用另一种方式表达，如果ω是曲柄轴旋转频率，则在4冲程发动机中该气压扭矩的频率为0.5ω。

4冲程发动机的气压扭矩可被通过傅立叶级数的方式表达，包括作为基础频率的频率0.5ω，以及其谐波频率(1.0ω、1.5ω、2.0ω、2.5ω、3.0ω等)。

频率为0.5ω的谐波分量被定义为阶数为0.5的分量。如上所述，该分量的周期为720°CA且其频率和曲柄轴旋转频率相同。

频率为1.0ω的谐波分量被定义为阶数为1的分量，且周期为360°CA；其频率等于曲柄轴旋转频率。

频率为1.5ω的谐波分量被定义为阶数为1.5的分量，且周期为240°CA。

频率为2.0ω的谐波分量被定义为阶数为2的分量，且周期为180°CA；在4冲程发动机中该频率和喷射频率相同(每180°CA喷射一次)(因冲程而异的)；在四冲程发动机中，该频率及其倍数(2.0ω、4.0ω、6.0ω等)被定义为主谐波或主阶数。

频率为3.0ω的谐波分量被定义为阶数为3的分量，且周期为120°CA；在6汽缸发动机中该频率和喷射频率相同(每120°CA喷射一次)(因冲程而异的)；在6汽缸发动机中该频率和其倍数(3.0ω，6.0ω，9.0ω等)被定义为主谐波或主阶数。

曲柄轴轮被安装在曲柄轴上；其被大致沿周边分隔成预设数目个区域，每个区域具有精确的角宽度，典型地所有区域的角宽度相同。

在典型实施例中，曲柄轴轮沿其周边具有预设数目个齿，或预设数目个磁体。这种选择取决于用来测定曲柄轴轮信号的传感器的种类。该传感器被安装在发动机体上。在曲柄轴旋转时，该区域和传感器相遇，且该传感器能测定每个区域的持续时间。

预设数目个区域构成一个分区(segment)；因此，每个分区具有精确的角宽度。

有若干个系统化误差，其产生不由实际曲柄轴动力学推导得出的系统化动力学分量。一个典型的系统化误差的例子是由曲柄轴轮生产公差或安装公差造成的集合误差。系统误差在寿命中的幅度不尽相同，而会发生幅度偏移。

为了获得准确的曲柄轴轮信号，必须知道不由实际曲柄轴动力学推导得出的系统化动力学分量的影响。

由下文描述可变得清晰，本发明主要是基于对发动机速度信号的处理，以获得可被用来控制由每个喷射器喷射的燃油数量的燃油数量修正值。

美国专利6,250,I44B1公开了一种在传动轮上修正公差的方法。

发明内容

如此发明所述，上述的已知燃油喷射系统的问题被具有由权利要求1设定的特征的方法所解决。

附图说明

本发明的其他特征和优点将由下文参照附图对非限制性示例的描述而显得明显，

其中：

图1是内燃机的示意图和被用来实施根据本发明的方法的ECU的流程图；

图2a和2b是施行根据本发明方法的操作的流程图；

图3是曲柄轴轮信号的示意图；

图4是现有技术的滤波器的转换函数的图表；

图5是根据本发明的方法中使用的滤波器的转换函数的图表；

图6示出了与图2a中评价滤波阶段相关的两幅图表；

图7是图2b中T控制计算模块的示意图。