一种发动机瞬态工况的控制方法、发动机及工程机械

摘要

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机瞬态工况的控制方法、发动机及工程机械。其中发动机瞬态工况的控制方法为：在发动机的负荷发生突变时，计算负荷突变后喷射阀的加电时间，并根据负荷突变时所有喷射阀的剩余加电时间之和对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角及加电时间进行修正；然后使负荷突变后的喷射阀按照修正后的喷射提前角和加电时间执行加电。本发明通过对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角和加电时间进行修正，减少了负荷突减时多余油量的喷出以及补偿了负荷突增时其他缸缺少的部分油量，达到了负荷突变时油量与空气量的更好的跟随性，减小了lambda(实际空燃比与设定空燃比的比值)的变化幅度。

权利要求

1.一种发动机瞬态工况的控制方法，其特征在于，在发动机的负荷发生突变时，计算负荷突变后喷射阀的加电时间，并根据负荷突变时所有喷射阀的剩余加电时间之和对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角及加电时间进行修正；然后使负荷突变后的喷射阀按照修正后的喷射提前角和加电时间执行加电；

判断发动机的负荷是否发生突变的方法为：将每个喷射阀的剩余加电时间与segment时间取小后进行求和，再与当前缸的喷射阀根据工况计算出的加电时间做差得到一个差值，并判断该差值是否为零，若该差值不为零，则判定发动机的负荷发生突变；

所述segment时间为相邻两个油缸依次运行到上止点时的时间间隔；

曲轴转动两周，即720度，为一个工作循环，根据油缸数量，720度被均匀分为多份，转动每份角度所用的时间即为segment时间；

在判断所述差值不为零后，进一步判断所述差值的正负，若所述差值为正值，则判定发动机的负荷发生突减；若所述差值为负值，则判定发动机的负荷发生突增。

2.根据权利要求1所述的发动机瞬态工况的控制方法，其特征在于，在所述发动机的负荷发生突减时，对喷射阀的喷射提前角进行修正的方法为：将所述差值乘以发动机曲轴的转速得到喷射修正角，再将所述喷射修正角与设定的喷射提前角相加后与720度取模得到修正后的喷射提前角。

3.根据权利要求1所述的发动机瞬态工况的控制方法，其特征在于，在所述发动机的负荷发生突减时，对喷射阀的加电时间进行修正的方法为：将负荷突减后计算的加电时间减去所述差值得到修正后的加电时间。

4.根据权利要求1所述的发动机瞬态工况的控制方法，其特征在于，在发动机的负荷发生突增时，对喷射阀的喷射提前角进行修正的方法为：将所述差值的绝对值乘以发动机曲轴的转速得到喷射修正角，先将该喷射修正角乘以负1，再与设定的喷射提前角相加后与

720度取模得到修正后的喷射提前角。

5.根据权利要求4所述的发动机瞬态工况的控制方法，其特征在于，在发动机的负荷发生突增时，对喷射阀的加电时间进行修正的方法为：将喷射修正角除以曲轴转速得到的加电时间加上负荷突增后计算的加电时间得到修正后的加电时间。

6.根据权利要求5所述的发动机瞬态工况的控制方法，其特征在于，在发动机的负荷发生突增时，在计算出喷射修正角后，将计算出的喷射修正角与喷射提前角的最小限值进行取小后得到最终的喷射修正角，并按照最终的喷射修正角对喷射提前角和加电时间进行修正。

7.一种发动机，其特征在于，采用如1‑6任一项所述的发动机瞬态工况的控制方法。

8.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求7所述的发动机。

说明书

一种发动机瞬态工况的控制方法、发动机及工程机械

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机瞬态工况的控制方法、发动机及工程机械。

背景技术

[0002] 发动机燃油喷射的方式包括单点喷射、多点喷射和缸内直喷，单点喷射和多点喷射的喷油器都是装配在气缸外的，单点喷射是只有一个喷油器喷射燃油，喷油器在节气门之前喷射燃油，然后与空气混合，再通过进气歧管分配到各个气缸；多点喷射是每个气缸都拥有一个或多个喷油器，且喷油器是在进气歧管以下，靠近气缸进气门的位置；缸内直喷的喷油器是安装在气缸内，位置靠近进气门，空气通过进气歧管进入气缸后，喷油器喷射雾化燃油与空气混合形成油气。

[0003] 其中多点喷射是目前主流喷射方式，多点喷射的多个喷油器分别由一个喷射阀控制。在现有技术中，喷射阀的加电时间在当前油缸进行更新然后由相应喷射阀执行，并执行到加电时间达到设定值才结束。如果在执行过程中负荷发生突变，而突变前计算的加电时间不会改变，这就导致一部分加电时间是多余的或者缺少的，然后负荷突减后的下一缸的加电时间是根据工况变化后计算的，忽略了负荷突减前的油缸计算的加电时间多出来的部分或者缺少的部分，导致实际的喷油量过多或过少。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种发动机瞬态工况的控制方法，能够在负荷突变时，对喷射阀的喷射提前角进行修正，以确保实际喷油量的准确性。

[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种发动机瞬态工况的控制方法，在发动机的负荷发生突变时，计算负荷突变后喷射阀的加电时间，并根据负荷突变时所有喷射阀的剩余加电时间之和对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角及加电时间进行修正；然后使负荷突变后的喷射阀按照修正后的喷射提前角和加电时间执行加电。

[0007] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，判断发动机的负荷是否发生突变的方法为：将每个喷射阀的剩余加电时间与segment时间取小后进行求和，再与当前缸的喷射阀根据工况计算出的加电时间做差得到一个差值，并判断该差值是否为零，若该差值不为零，则判定发动机的负荷发生突变；

[0008] 所述segment时间为相邻两个油缸依次运行到上止点时的时间间隔。

[0009] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，在判断所述差值不为零后，进一步判断所述差值的正负，若所述差值为正值，则判定发动机的负荷发生突减；若所述差值为负值，则判定发动机的负荷发生突增。

[0010] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，在所述发动机的负荷发生突减时，对喷射阀的喷射提前角进行修正的方法为：将所述差值乘以发动机曲轴的转速得到喷射修正角，再将所述喷射修正角与设定的喷射提前角相加后与720度取模得到修正后的喷射提前角。

[0011] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，在所述发动机的负荷发生突减时，对喷射阀的加电时间进行修正的方法为：将负荷突减后计算的加电时间减去所述差值得到修正后的加电时间。

[0012] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，在发动机的负荷发生突增时，对喷射阀的喷射提前角进行修正的方法为：将所述差值的绝对值乘以发动机曲轴的转速得到喷射修正角，先将该喷射修正角乘以负1，再与设定的喷射提前角相加后与720度取模得到修正后的喷射提前角。

[0013] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，在发动机的负荷发生突增时，对喷射阀的加电时间进行修正的方法为：将喷射修正角除以曲轴转速得到的加电时间加上负荷突增后计算的加电时间得到修正后的加电时间。

[0014] 作为发动机瞬态工况的控制方法的优选技术方案，在发动机的负荷发生突增时，在计算出喷射修正角后，将计算出的喷射修正角与喷射提前角的最小限值进行取小后得到最终的喷射修正角，并按照最终的喷射修正角对喷射提前角和加电时间进行修正。

[0015] 本发明的另一目的在于提供一种发动机，能够避免发动机在瞬态工况时喷油量过多或过少的问题。

[0016] 为达此目的，本发明提供一种发动机，采用如上任一项所述的发动机瞬态工况的控制方法。

[0017] 本发明的再一目的在于提供一种工程机械，包括如上所述的发动机。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 本发明提供的发动机瞬态工况的控制方法，通过对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角和加电时间进行修正，减少了负荷突减时多余油量的喷出以及补偿了负荷突增时其他缸缺少的部分油量，达到了负荷突变时油量与空气量的更好的跟随性，减小了lambda(实际空燃比与设定空燃比的比值)的变化幅度。

附图说明

[0020] 图1是本发明提供的发动机瞬态工况的控制方法的流程示意图一；

[0021] 图2是本发明提供的发动机瞬态工况的控制方法的流程示意图二。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

[0023] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0024] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0025] 在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

[0026] 在现有技术中，喷射阀的加电时间在当前油缸进行更新然后由相应喷射阀执行，并执行到加电时间达到设定值才结束。如果喷射阀在执行加电过程中发动机负荷发生突变，而突变前计算的加电时间不会改变，这就导致余出一部分加电时间或者缺少一部分加电时间，然后负荷突减后的油缸的加电时间是根据工况变化后计算的，忽略了负荷突减前的油缸计算的加电时间多出来的部分或者缺少的部分，导致实际的喷油量过多或过少。

[0027] 基于此，本发明提供一种发动机瞬态工况的控制方法，如图1所示，在发动机的负荷发生突变时，计算负荷突变后喷射阀的加电时间，并根据负荷突变时所有喷射阀的剩余加电时间之和对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角及加电时间进行修正；然后使负荷突变后的喷射阀按照修正后的喷射提前角和加电时间执行加电。通过对负荷突变后的喷射阀的喷射提前角和加电时间进行修正，减少了负荷突减时多余油量的喷出以及补偿了负荷突增时其他缸缺少的部分油量，达到了负荷突变时油量与空气量的更好的跟随性，减小了lambda(实际空燃比与设定空燃比的比值)的变化幅度。

[0028] 具体地，判断发动机的负荷是否发生突变的方法为：将每个喷射阀的剩余加电时间与segment时间取小后进行求和，再与当前缸的喷射阀根据工况计算出的加电时间做差得到一个差值，并判断该差值是否为零，若该差值为零，则判定发动机处于稳态工况；若该差值不为零，则判定发动机为瞬态工况，即发动机的负荷发生突变。需要说明的是，segment时间为相邻两个油缸依次运行到上止点时的时间间隔，换种方式来说，一般曲轴转动两周(720度)为一个工作循环，根据油缸数量，720度被均匀分为多份，转动每份角度所用的时间即为segment时间。发动机在稳态工况时，在一个segment时间内喷射阀的加电时间应与当前缸的喷射阀根据工况计算出的加电时间相等，若不相等，则说明负荷突变。上述判断方法简单且可靠。

[0029] 进一步地，在判断上述差值不为零后，进一步判断差值的正负，若差值为正值，则判定发动机的负荷发生突减；若差值为负值，则判定发动机的负荷发生突增。

[0030] 在发动机的负荷发生突减时，对喷射阀的喷射提前角及加电时间进行修正的方法为：将每个喷射阀的剩余加电时间与segment时间取小后进行求和，再与当前缸的喷射阀根据工况计算出的加电时间做差得到的差值乘以发动机曲轴的转速得到喷射修正角，再将所述喷射修正角与设定的喷射提前角相加后与720度取模得到修正后的喷射提前角；将负荷突减后计算的加电时间减去上述差值得到修正后的加电时间。

[0031] 在发动机的负荷发生突增时，对喷射阀的喷射提前角及加电时间进行修正的方法为：将每个喷射阀的剩余加电时间与segment时间取小后进行求和，再与当前缸的喷射阀根据工况计算出的加电时间做差得到的差值的绝对值乘以发动机曲轴的转速得到喷射修正角，先将该喷射修正角乘以负1，再与设定的喷射提前角相加后与720度取模得到修正后的喷射提前角；将喷射修正角除以曲轴转速得到的加电时间加上负荷突增后计算的加电时间得到修正后的加电时间。

[0032] 优选地，考虑到喷射提前角在ECU中计算的时间为上止点前某个角度，为了ECU有足够时间计算和执行，喷射阀的喷射提前角一般设定有一最小限值，在发动机的负荷发生突增时，为避免修正后的喷射提前角小于该最小限值，在计算出喷射修正角后，将计算出的喷射修正角与该最小限值进行取小后得到最终的喷射修正角，并按照最终的喷射修正角对喷射提前角和加电时间进行修正。

[0033] 以六缸发动机在负荷突减时的工况为例对本发明的控制方法进行说明，假设稳态时喷射阀的加电时间对应的曲轴角度为600度，负荷突减后喷射阀的加电时间对应的曲轴转角为480度，在负荷突减时，由于喷射阀的喷射时间开始执行后不可更改直到执行结束，所以有部分喷射阀还在喷射，按照稳态的标准，任何情况下需要保证某个喷射阀的设定加电时间与一个segment时间内的所有喷射阀的加电时间一致，所以需要修正工况变化后的加电时间和喷射提前角，修正后的加电时间为原设定加电时间再减掉120度转角对应的加电时间，喷射提前角为原喷射提前角再延迟120度喷射。

[0034] 本发明还提供一种发动机，采用如上所述的发动机瞬态工况的控制方法，通过采用上述控制方法，能够避免发动机在瞬态工况时喷油量过多或过少的问题，达到了负荷突变时油量与空气量的更好的跟随性，减小了lambda(实际空燃比与设定空燃比的比值)的变化幅度。

[0035] 本发明还提供一种工程机械，包括如上所述的发动机。

[0036] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。