用于控制燃料喷射的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于控制燃烧发动机的燃料喷射的方法。该方法包括以下步骤:提供至少第一预定空燃混合物图，且基于至少一个发动机操作参数和该至少第一预定空燃混合物图而确定第一空燃比。本公开还涉及一种用于燃烧发动机的燃料喷射系统，其中所述燃料喷射系统包括控制单元以及至少第一预定空燃混合物图。本公开尤其有利于提供有由至少一个最小AFR锁止图形成的烟雾限制控制布置的柴油机的领域中。该方法和系统可例如用于卡车、公共汽车、施工车辆、船用发动机、汽车等的柴油机上。
【背景技术】
[0002]可通过为司机提供经济模式选择器来改进车辆燃料经济性。当经济模式被司机选择时，发动机被控制为较小地响应，以使得可获得改进的燃料经济性。然而，以经济模式产生较小响应的发动机的具体发动机控制设置通常需要发动机控制软件的详尽的、耗时的且昂贵的额外开发。因此需要去除上文提及的缺点的改进的发动机控制。
【发明内容】
[0003]本公开涉及一种用于控制燃烧发动机的燃料喷射的方法，该方法包括以下步骤:
[0004]提供至少第一预定空燃混合物图，且基于至少一个发动机操作参数和该至少第一预定空燃混合物图而确定第一空燃比，
[0005]确定相对于该第一空燃比以第一恒定值偏移的第二空燃比，
[0006]确定选择第一操作模式还是第二操作模式；
[0007]在当前请求的燃料供给速率导致小于该第一空燃比的空燃比且该第一操作模式被选择时，根据该第一空燃比来控制发动机燃料喷射；或者替代地
[0008]在当前请求的燃料供给速率导致小于该第二空燃比的空燃比且该第二操作模式被选择时，根据该第二空燃比来控制发动机燃料喷射。
[0009]第一操作模式可代表标准默认操作模式，而第二操作模式可通常代表第一经济模式。
[0010]该方法和系统与发动机烟雾限制控制布置，且尤其与烟雾限制控制布置的预定最小允许空燃混合物图(下文称为空燃比(AFR)图)紧密关联且部分与其集成在一起。已开发该AFR图以将从发动机排出的瞬时可见烟雾减到最少。瞬时可见烟雾是以低AFR操作发动机的直接结果。通过限定最小允许AFR水平(最小允许AFR水平因此对应于最大允许燃料供给速率)，最小允许AFR水平可被提供为足够大以避免瞬时可见烟雾或至少降低瞬时可见烟雾的水平。想法是在发动机经济操作模式被司机选择时，将恒定偏移值与查找AFR值相加，且将该偏移AFR值用作最小允许AFR水平。
[0011]该解决方案代表用于创建完整经济操作模式发动机提供的非常成本有效的、直接的且简单的解决方案。已存在将AFR值与使用该AFR值的发动机控制逻辑相关的发动机控制系统的主要部件，且仅有的额外软件修改是将恒定偏移值与使用现有AFR图来标识的AFR值相加，以及经济操作模式选择器和相关联的输出信号处理。与可能纯粹针对经济操作模式而开发整个新颖的、昂贵的且耗时的燃料喷射图或可能对所有车辆操作条件限制车辆加速度的先前已知的解决方案相比，根据本公开的新颖解决方案代表显著的改进。
[0012]该解决方案高度灵活。因为仅有的修改与引入至少一个AFR偏移值相关，所以偏移值自身可容易改变以适合于不同车辆、不同操作者、不同消费者等。还可在几乎没有任何其它开发和测试的情况下实施两个、三个或更多个经济操作模式。
[0013]该解决方案还代表高效燃料经济发动机设置，该高效燃料经济发动机设置减小燃料消耗而不必留下通常相关联的动力低下的发动机的印象。低AFR值正常仅在司机在发动机的低空气质量流率(因涡轮滞后、高EGR流量等所致的少量的可获得的新鲜空气)时需要高发动机输出(高燃料供给速率)时发生。该情形通常在发动机瞬时条件期间(即，在请求发动机输出的大的突然改变的情形期间)发生。因此，以经济操作模式，发动机将在大多数时间充当常规强力发动机，且仅在某些发动机瞬时条件下减小发动机输出。
[0014]本公开还涉及根据权利要求11的用于燃烧发动机的对应燃料喷射系统，该系统展现与上文所述相同的优点。
[0015]通过实施从属权利要求的特征中的一个或若干个来实现其它优点。
[0016]该方法可包括以下步骤:确定选择第一操作模式、第二操作模式还是第三操作模式；确定相对于该第一空燃比以第二恒定值偏移的第三空燃比，其中该第二恒定值大于该第一恒定值；以及在该当前请求的燃料供给速率导致小于该第三空燃比的空燃比且该第三操作模式被选择时，根据该第三空燃比来控制发动机燃料喷射。第一操作模式可代表标准默认操作模式，而第二操作模式可代表第一经济操作模式，且第三操作模式可代表比基本经济操作模式更严格设计的第二经济操作模式，即，导致进一步改进的燃料经济性的操作模式。
[0017]该方法可包括以下步骤:另外提供至少第二预定空燃混合物图，其中该至少第一空燃混合物图和第二空燃混合物图中的每一个对应于不同的预定发动机操作状态，且基于至少一个发动机操作参数和当前选择的空燃混合物图而确定该第一空燃比。发动机控制系统可被提供有若干不同的发动机操作状态，诸如用于改进的尾气后处理系统再生的增加了热量的操作状态，或用于避免任何管制性转矩减小诱导系统将导致最大可用发动机转矩的减小的低排放操作状态。
[0018]该方法可包括以下步骤:在当前空燃比处于该第一空燃比的第一恒定范围内且该第一操作模式被选择时，控制至少EGR阀以暂时使得增大的空气质量流率能够进入发动机，且在该当前空燃比处于该第二空燃比的该第一恒定范围内且该第二操作模式被选择时，控制至少该EGR阀以暂时使得增大的空气质量流率能够进入发动机。该布置用于减少限制燃料供给速率的需要，且因此实际上并不是燃料经济性改进特征，而是用于维持发动机输出功率的措施。因此，代替敲击燃料供给速率限制器，系统努力通过停止EGR流量且因此增大新鲜空气的空气质量流率而一开始就解决瞬间高转矩请求。
[0019]本文中所使用的术语“空燃混合物”被视为涵盖与任何给定时刻的空燃混合物有关的所有类型的定义。“空燃混合物”通常是根据“空燃比(AFR) ”(S卩，空气与燃料的比)来定义的。低AFR因此指示较浓的混合物，且高AFR指示较稀的混合物。然而，许多其它术语用于空燃混合物，诸如单独“混合物”、“燃空比(FAR)”或λ。λ是给定混合物的实际AFR与化学计量的比。
【附图说明】
[0020]在下文给出的本公开的详细描述中，参看附图，在附图中:
[0021]图1示出根据本公开的系统的示意性布局，
[0022]图2示出用于执行根据本公开的方法的示范性流程图，以及
[0023]图3示出在操作中的系统的图形表示。
【具体实施方式】
[0024]下文将结合附图来描述本公开的各方面，其中相同元件符号表示相同元件，且所公开的方面的变化不限于具体示出的实施例，而是适用于本公开的其它变化。
[0025]图1示出用于内燃机(具体来说，柴油发动机)的燃料喷射系统的示意性布局。燃料喷射系统包括控制单元1，控制单元I控制通过燃料喷射器2喷射到燃烧室中的燃料的料，且还控制每一燃料喷射事件的定时。控制单元I还控制尾气再循环EGR阀3的致动，以使得发动机EGR流量可被控制。控制单元I主要基于当前踏板位置4、当前发动机速度5和当前发动机负荷6来控制燃料喷射器2和EGR阀。踏板位置4和发动机速度5可容易通过适当传感器来测量。发动机负荷还可例如通过应用到传动轴的驱动转矩传感器来测量，但替代地或另外，可基于诸如当前AFR的当前发动机提供和发动机负荷来计算。燃料喷射控制可通过任何常规反馈控制器等来实施。
[0026]此处，应注意，图1代表燃料喷射系统的大幅简化的布局，且还应注意，系统在实施时优选以