CN101943070B - 摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术摩托车发动机闭环控制电喷***开环状态喷油量没有调节机制，不能随生产过程中出现的性能散差和使用后的状态变化而自行调整空燃比的问题，本发明提出一种摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法。本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法预先测定或计算摩托车发动机在不同挡位开环状态某一工况点的学习修正系数η_{学习值修正}的值，根据各工况点的η_{学习值修正}值划分工况区域，采用η_{学习值修正}值调整摩托车在相应工况区域运行时的喷油量。本发明的有益效果是当摩托车发动机进入开环状态运行时能够将喷油量调节到设定值附近，使发动机始终保持在较佳的工作状态。

Description

摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法

技术领域

本发明涉及到一种摩托车发动机电喷控制***空燃比的控制方法，特别涉及到一种摩托车发动机电喷控制***开环状态空燃比的控制方法。

背景技术

目前，摩托车发动机电喷控制***是在排气通道上加装氧传感器后，通过识别发动机排气中的氧含量并反馈给电喷***控制器(以下简称为ECU)，ECU根据排气中的氧含量调整进入发动机的喷油量，由此调整发动机空气和燃料的比值(简称为空燃比)，使发动机工作在理论空燃比附近，以减少污染物的排放并保证三效催化器的转化效率。然而，摩托车电喷控制***所使用的氧传感器大都是开关式氧传感器，顾名思义，这种氧传感器只能在空燃比偏浓或者偏稀时有所反应(即所谓“开”或“关”)，而无法对空燃比偏浓或者偏稀的程度有所反应。因此，当排气中的氧含量严重偏离时，这种氧传感器无法通过ECU调整喷油量。通常将氧传感器能够通过ECU调整喷油量的工作状态称之为闭环状态，将氧传感器无法通过ECU调整喷油量的工作状态称之为开环状态。但是，摩托车发动机并不是在各种工况下都要求发动机工作在理论空燃比附近，例如在冷车启动及暖机阶段，发动机的温度没有达到进入闭环状态要求之前，空燃比应该处于偏浓状态以确保燃烧的稳定性；在全负荷及急加速阶段，为了保证良好的动力性，同样要求空燃比处于偏浓的状态。由此看来，摩托车发动机通常是工作在闭环状态或者开环状态，并在两者之间相互转换。

在摩托车开发过程中，生产厂通常只是针对某种车型中的几辆或者小批量的摩托车进行发动机及整车的匹配，即在匹配样车的***上加装线性氧传感器，通过线性氧传感器检测匹配样车在开环状态的空燃比，从而较为准确地设定控制参数，控制匹配样车在开环状态的空燃比处于合理范围，使其工作在较佳状态。而大批量生产的摩托车之间存在很大的散差，几辆或者小批量的摩托车匹配并不能代表整批摩托车都能在较佳的空燃比状态下工作。另外，在摩托车的使用过程中，发动机会逐步产生状态的变化(如：发动机老化、堵塞、效率下降等)，采用原先匹配的控制参数，就不能保证摩托车运行时的空燃比处于合理范围，即匹配参数不适应摩托车的散差及摩托车的使用过程中的状态变化，从而使得摩托车的排放、油耗和动力发生恶劣的变化。在上述情况下，如果发动机工作在闭环控制状态下，ECU通过氧传感器的反馈信号，实时调整空燃比可以适应车辆制造中的产生的散差和使用后出现的状态变化，使整车的空燃比保持在理论空燃比附近，以减少排放及保证三效催化器的转化效率。但在开环状态下，不能利用氧传感器的反馈信号，不能适时调整空燃比以适应车辆制造中的产生的散差和使用后出现的状态变化。

发明内容

为解决现有技术摩托车发动机闭环控制电喷***开环状态喷油量没有调节机制，不能随生产过程中出现的性能散差和使用后的状态变化而自行调整空燃比的问题，本发明提出一种摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法。本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法预先测定或计算摩托车发动机在不同挡位开环状态某一工况点的学习修正系数η_{学习值修正}的值，根据各工况点的η_{学习值修正}值划分工况区域，采用η_{学习值修正}值调整摩托车在相应工况区域运行时的喷油量，所述发动机的工况点是指发动机在某一转速和负荷的工作点，所述工况区域是指发动机在某一转速和负荷范围内工作，所述发动机负荷是指发动机节气门的开度。

本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法预先测定或计算摩托车发动机在不同挡位开环状态某一工况点的学***均值或加权平均值得到最高挡工况点的η_{学习值修正}值。

进一步的，本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法所称控制摩托车发动机电喷控制***在发动机进入开环状态时强制进入闭环学习状态，包括，电喷***控制器ECU取消原先闭环控制状态设定的转速及负荷的上限限制，同时，目标空燃比修正系数η_1/λ取值为1。

本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法根据各工况点的η_{学***均值为一条工况区域分界线，即L01＝(L1+L1)/2、L02＝(L1+L2)/2.......以此类推，求得N-1条工况区域分界线，然后，将0至L01之间划分为一个工况区域，即G01；G01至L02之间划分为一个工况区域，即G02；......以此类推，将开环状态划分为N个工况区域。}

本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法采用η_{学习值修正}值调整摩托车在开环状态运行时的喷油量，包括，将工况点P₁、P₁、P₂......P_N的η_{学习值修正}值与工况区域G₀₁、G₀₂......G_1N一一对应，当发动机进入开环状态某一工况区域运行时自动调用该工况区域的η_{学习值修正}值对喷油量进行修正，此时，发动机的总喷油量Q_总由下式计算得出：

Q_总＝Q_基本*η_瞬态*η_1/λ*η_o2修正*η_{学习值修正}

其中：

Q_基本是发动机在该工况点的按照进气量及理论空燃比计算的基本喷油量；

η_瞬态为喷油量瞬态修正系数，是根据驾驶者的操纵因素引起发动机瞬态变化时对发动机喷油量的修正，在发动机稳态运行时η_瞬态系数为1；

η_1/λ是目标空燃比修正系数，在闭环工况区域η_1/λ系数为1，在开环工况区域η_1/λ系数取值为1.1～1.15；

η_o2修正是闭环修正系数，是指发动机运行在闭环控制状态时，根据氧传感器的反馈信号计算得出的实时喷油量的修正值；在闭环状态时η_o2修正系数围绕1附近变化，在开环状态时η_o2修正系数为1；

η_{学习值修正}为喷油量学习修正系数，是表示当前的发动机及电喷***在某一工况区域与标定状态的发动机及电喷***之间的差异的修正值。

本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法的有益效果是当摩托车发动机进入开环状态运行时能够将喷油量调节到设定值附近，使发动机始终保持在较佳的工作状态，增强了电喷控制***对摩托车生产过程中产生的性能散差和使用过程中出现的状态变化的适应能力，更好地满足批产摩托车的动力性、经济性要求。

附图说明

附图1是具有6个挡位(包括空挡或零挡)的摩托车发动机运行的工况示意图。下面结合附图和具体实施例对本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法作进一步的说明。

具体实施方式

附图1是具有6个挡位(包括空挡或零挡)的摩托车发动机运行的工况示意图，图中，横坐标为发动机转速，纵坐标为发动机负荷。由图可知，由n_idle、n_cl_max、L0、L_cl_max构成的四边形的工况区域即所谓发动机的闭环状态。在闭环状态，氧传感器能够通过ECU调整喷油量，使发动机工作在空燃比保持在理论空燃比附近，以减少污染物的排放并保证三效催化器的转化效率。在该四边形以外到最高转速n_max和最大负荷L5所形成的区域为开环状态。发动机运行在开环状态时，氧传感器无法通过ECU调整喷油量，因此，发动机不能保证其工作在较佳状态。通常，发动机在正常运行中在闭环控制状态或者开环状态之间相互转换。

为解决现有技术摩托车发动机闭环控制电喷***开环状态喷油量没有调节机制，不能随生产过程中出现的性能散差和使用后的状态变化而自行调整空燃比的问题，本发明提出一种摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法。本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法预先测定或计算摩托车发动机在不同挡位开环状态某一工况点的学习修正系数η_{学习值修正}的值，根据各工况点的η_{学习值修正}值划分工况区域，采用η_{学习值修正}值调整摩托车在相应工况区域运行时的喷油量，所述发动机的工况点是指发动机在某一转速和负荷的工作点，所述工况区域是指发动机在某一转速和负荷范围内工作，所述发动机负荷是指发动机节气门的开度。

本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法预先测定或计算摩托车发动机在不同挡位开环状态某一工况点的学***均值或加权平均值得到最高挡工况点的η_{学习值修正}值。为了使发动机能够在开环状态也具有学习功能，需要摩托车发动机电喷控制***在发动机进入开环状态时强制进入闭环学习状态时，包括，电喷***控制器ECU取消原先闭环控制状态设定的转速及负荷的上限限制，同时，目标空燃比修正系数η_1/λ取值为1。

附图1中K0、K1、K2、K3、K4、K5曲线分别表示摩托车发动机处于空挡、1挡、2挡、3挡、4挡、5挡时在平路上匀速行驶(空挡除外)经过的工况点连接成的曲线；P0、P1、P2、P3、P4、P5点分别是K0、K1、K2、K3、K4、K5曲线上，发动机转速处于闭环控制转速上限值n_cl_max到发动机最高转速n_max之间中点附近稳定运行的工况点，并且，通过预先测定或计算已取得了P0、P1、P2、P3、P4、P5工况点的η_{学习值修正}值。

由图还可知，工况点P0、P1、P2、P3、P4、P5对应的负荷值分别为L₀、L₁、L₂、L₃、L₄、L₅，采用每相邻二个负荷值的平均值为一条工况区域分界线可求得5条工况区域分界线，即L₀₁＝(L₀+L₁)/2、L₀₂＝(L₁+L₂)/2、L₀₃＝(L₂+L₃)/2、L₀₄＝(L₃+L₄)/2、L₀₅＝(L₄+L₅)/2，然后，将0至L₀₁之间划分为一个工况区域，即G₀₁；L₀₁至L₀₂之间划分为一个工况区域，即G₀₂；L₀₂至L₀₃之间划分为一个工况区域，即G₀₃；L₀₃至L₀₄之间划分为一个工况区域，即G₀₄；L₀₄至L₀₅之间划分为一个工况区域，即G₀₅；L₀₅以上为一个工况区域，即G₀₆。将工况点P0、P1、P2、P3、P4和P5的η_{学习值修正}值与工况区域G₀₁、G₀₂、G₀₃、G₀₄、G₀₅和G₀₆一一对应，即工况区域G₀₁的η_{学习值修正}值即为工况点P0的η_{学习值修正}值，工况区域G₀₂的η_{学习值修正}值即为工况点P1的η_{学习值修正}值，以此类推。

本发明摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法采用η_{学习值修正}值调整摩托车在开环状态运行时的喷油量，包括，将工况点P0、P1、P2、P3、P4和P5的η_{学习值修正}值与工况区域G₀₁、G₀₂、G₀₃、G₀₄、G₀₅和G₀₆一一对应，即工况区域G₀₁的η_{学习值修正}值即为工况点P0的η_{学习值修正}值，工况区域G₀₂的η_{学习值修正}值即为工况点P1的η_{学习值修正}值，以此类推；当发动机进入开环状态某一工况区域运行时自动调用该工况区域的η_{学习值修正}对喷油量进行修正，比时，发动机的总喷油量Q_总由下式计算得出：

Q_总＝Q_基本*η_瞬态*η_1/λ*η_o2修正*η_{学习值修正}

其中：

Q_基本是发动机在该工况点的按照进气量及理论空燃比计算的基本喷油量；

η_瞬态为喷油量瞬态修正系数，是根据驾驶者的操纵因素引起发动机瞬态变化时对发动机喷油量的修正，在发动机稳态运行时η_瞬态系数为1；

η_1/λ是目标空燃比修正系数，在闭环工况区域η_1/λ系数为1，在开环工况区域η_1/λ系数取值为1.1～1.15；

η_o2修正是闭环修正系数，是指发动机运行在闭环控制状态时，根据氧传感器的反馈信号计算得出的实时喷油量的修正值；在闭环状态时η_o2修正系数围绕1附近变化，在开环状态时η_o2修正系数为1；

η_{学习值修正}为喷油量学习修正系数，是表示当前的发动机及电喷***在某一工况区域与标定状态的发动机及电喷***之间的差异的修正值。

例如，当摩托车发动机进入G₀₃工况区域时，发动机电喷控制***会自动调用P2工况点的η_{学习值修正}对喷油量进行修正；当摩托车发动机又进入G₀₁工况区域时，发动机电喷控制***会自动调用P0工况点的η_{学习值修正}对喷油量进行修正。

Claims (4)

1.一种摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法，其特征在于：预先测定或计算摩托车发动机在不同挡位开环状态某一工况点的学***均值或加权平均值得到最高挡工况点的η_{学习值修正}值。

2.根据权利要求1所述摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法，其特征在于：控制摩托车发动机电喷控制***在发动机进入开环状态时强制进入闭环学习状态，包括，电喷***控制器ECU取消原先闭环控制状态设定的转速及负荷的上限限制，同时，目标空燃比修正系数η_1/λ取值为1。

3.根据权利要求1所述摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法，其特征在于：根据各工况点的η_{学***均值为一条工况区域分界线，即L01＝(L0+L1)/2、L02＝(L1+L2)/2.......以此类推，求得N-1条工况区域分界线，然后，将0至L01之间划分为一个工况区域，即G01；L01至L02之间划分为一个工况区域，即G02；......以此类推，将开环状态划分为N个工况区域。}

4.根据权利要求1所述摩托车发动机电喷***开环状态空燃比的控制方法，其特征在于：采用η_{学习值修正}值调整摩托车在开环状态运行时的喷油量，包括，将工况点P₀、P₁、P₂......P_{N- 1}的η_{学习值修正}值与工况区域G₀₁、G₀₂......G_0N一一对应，当发动机进入开环状态某一工况区域运行时自动调用该工况区域的η_{学习值修正}值对喷油量进行修正，此时，发动机的总喷油量Q_总由下式计算得出：

Q_总＝Q_基本*η_瞬态*η_1/λ*η_o2修正*η_{学习值修正}

其中：

Q_基本是发动机在该工况点的按照进气量及理论空燃比计算的基本喷油量；

η_瞬态为喷油量瞬态修正系数，是根据驾驶者的操纵因素引起发动机瞬态变化时对发动机喷油量的修正，在发动机稳态运行时η_瞬态系数为1；

η_1/λ是目标空燃比修正系数，在闭环工况区域η_1/λ系数为1，在开环工况区域η_1/λ系数取值为1.1～1.15；

η_o2修正是闭环修正系数，是指发动机运行在闭环控制状态时，根据氧传感器的反馈信号计算得出的实时喷油量的修正值；在闭环状态时η_o2修正系数围绕1附近变化，在开环状态时η_o2修正系数为1；

η_{学习值修正}为喷油量学习修正系数，是表示当前的发动机及电喷***在某一工况区域与标定状态的发动机及电喷***之间的差异的修正值。

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