引燃喷射控制的方法_2

文档序号:9543205阅读:来源:国知局
排气传感器126下游的排气通道48布置。排放控制系统70可以是选择性催化还原(SCR)系统、三元催化器(TWC)、N0x捕集器、各种其他排放控制设备或其组合。例如,排放控制系统70可包括SCR催化剂71和柴油微粒过滤器(DPF)72。在一些实施例中,DPF 72可位于SCR催化剂71的下游(如图1所示),而在其他实施例中,DPF 72可被放置在SCR催化剂71的上游(未在图1中示出)。排放控制系统70可进一步包括排气传感器162。传感器162可以为用于提供诸如Ν0χ、ΝΗ3等的排气成分浓度的指示的任何适当的传感器,并且传感器162可以为,例如,EG0或微粒物质(PM)传感器。在某些实施例中,传感器162可位于DPF 72的下游(如图1所示),而在其他实施例中,传感器162可以放置在DPF 72的上游(未在图1中示出)。进一步地,应该理解,可在任何适当的位置提供不止一个传感器162。
[0029]进一步地,在一些实施例中,在发动机10的操作期间,通过在特定空燃比内操作发动机的至少一个汽缸,可周期性重设排放控制系统70。
[0030]控制器12在图1中被示为微型计算机,其包括微理器单元102、输入/输出端口104、被示为只读存储器106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可与连接到发动机10的传感器连通,并且因此接收来自连接到发动机10的传感器的各种信号,除了先前讨论的那些信号外,信号还包括:来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量计(MAF)的测量值;来自连接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自连接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节流阀位置传感器的节流阀位置(TP);来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP ;以及来自排气传感器126和162的排气成分浓度。发动机速度信号RPM可由控制器12从信号PIP中生成。注意的是,可使用上述传感器的各种组合,诸如无MAP传感器的MAF传感器,或反之亦然。在计量操作期间,这种传感器可给出发动机扭矩的指示。进一步地,这种传感器连同发动机速度可提供引入汽缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中,传感器118也可以用作发动机速度传感器,传感器118在曲轴的每转产生预定数目的等距间隔脉冲。
[0031]除以上传感器以外,燃烧传感器(未示出)可以按每个汽缸为基础连接到单个汽缸。燃烧传感器可以为在本领域中已知的适当传感器,例如爆震传感器、振动传感器、温度传感器、压力传感器等,或其任何组合。燃烧传感器可感测燃烧相关参数,诸如,例如,峰值压力值、峰值压力值位置、峰值压力正时或其任意组合。
[0032]存储介质只读存储器106可被编程具有表示指令的非暂时性计算机可读数据,该指令可由处理器102执行,用于执行以下例程以及预期但未具体列出的其他变型。本文参考图5-9描述了示例例程。
[0033]如上所述,图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸,并且每个汽缸可类似地包括其自己的一套进气门/排气门、燃料喷射器等。
[0034]现在参考图2和图3,它们示出了针对在发动机内(诸如图1的发电机10)的一个汽缸的关于活塞位置的喷射分布的示例。每个喷射分布包括在单个燃烧循环内的多次喷射事件。在图2中示出的燃料喷射分布的一个示例包括两次引燃喷射,接着是一次主喷射,主喷射后是两次后喷射。在图3中描绘的第二示例表示根据本公开的燃料喷射分布,其包括单次相对较大的引燃喷射,接着是主喷射,主喷射后是两次后喷射。第二示例当一个或多个燃料喷射器针对引燃喷射量未被在实验台上校准时可被使用。
[0035]图2的示意图200和图3的示意图300沿x轴以曲轴角度(CAD)示出了发动机位置。现在参考在每个示意图中的顶部绘图,曲线202和曲线302针对活塞距上止点(TDC)和/或下止点(BDC)的位置描绘了活塞位置(沿y轴),并且进一步关于活塞在发动机循环的四个冲程(进气、压缩、动力、排气)内的位置描绘了活塞位置。示意图200和300仅具体描绘了压缩冲程和动力冲程,以展示在压缩冲程和动力冲程之间的TDC活塞位置处或围绕压缩冲程和动力冲程之间的TDC活塞位置发生的燃料喷射。如正弦曲线202和302所指示的,在压缩冲程结束时,活塞从BDC(在完成进气冲程之后)逐渐向上移动到TDC。然后,在动力冲程结束时,活塞返回BDC。
[0036]在示意图200和示意图300中的每个中的底部曲线描绘了燃料喷射分布。发动机10可以为压缩点火发动机,作为非限制性示例,发动机10可由诸如柴油的燃料点燃。为增强燃烧,减少排放和NVH,多次喷射可在各自的燃烧冲程期间给每个汽缸加燃料。作为第一示例,在示意图200中,发动机控制器可经配置提供作为五次喷射(在CAD1 (阴影框)处的第一引燃喷射212、在CAD2(阴影框)处的第二引燃喷射213、在CAD4(点框)处的主喷射214、在CAD5(未填充的方框)处的第一后喷射以及在CAD6(未填充的方框)处的第二后喷射)的燃料总量到汽缸。
[0037]在一个示例中,第一引燃喷射可在TDC之前的40度CAD (40CAD)处被提供,并且第二引燃喷射在TDC之前的大约15度CAD处被供应。进一步地,主喷射可正好在TDC处被引入或仅在TDC稍前(例如,在TDC之前的5度CAD)被引入。可在TDC之后的大约35度CAD处喷射第一后喷射,同时第二后喷射可在TDC之后的大约50度CAD被提供。
[0038]其他实施例可包括在分布内的不同次数(多于五次或少于五次)的喷射。例如,分布可包括单次引燃和主喷射。在其他实施例中,除了在示意图200中所示的那些,可在不同正时提供喷射。更进一步,除在示意图200中所示的那些,每次喷射的持续时间可不同,以供应更多或更少量的燃料。
[0039]如在示意图200的示例中所示,第一引燃喷射212输送第一比例的燃料(P1)而第二引燃喷射213供应第二比例的燃料(P2)。主喷射214可引入第三比例的燃料(M),第一后喷射216可供应第四比例的燃料(A1),而第二后喷射218可提供第五比例的燃料(A2)。在一个示例中,根据需求总量和在各自轨压下的喷射器最小输送量,引燃喷射量可以为总喷射燃料的1% _20%,后喷射量可以为总燃料的2% -25%,而主喷射提供总燃料的55% -98%。因此,P1和P2各自可多达总燃料的10%,并且A1和A2中的每一个可多达总燃料的12%。例如,在空转状况下操作的6.7L发动机中,所输送的燃料总量可以为10mg/冲程。在此,空转引燃量的范围可为从7% (或者作为最小输送的0.7mg/冲程)到20% (或2mg/冲程)。后喷射量也可在7 %到20 %的范围内,并且主喷射量可在60 %到85 %的范围内。在另一个示例中,P1和P2可各自为总燃料的2% -25%,M可以为总燃料的55% -99%,并且A1和A2中的每个可以为总燃料的3% -45%。在使用大约7mg/冲程操作的3.2L发动机的示例中,引燃喷射量可以大约为2mg/冲程或更多。其他示例可包括通过引燃喷射、主喷射和后喷射输送的不同比例的燃料,而不背尚该公开的范围。
[0040]应该理解,在此,在主喷射之前输送的燃料喷射被称为引燃喷射,而在主喷射之后输送的燃料喷射称为后喷射。在其他示例中,第二引燃喷射(213)可称为预喷射,而第一后喷射和第二后喷射可被称为后续喷射(after-1nject1n)。在其他示例中,多次喷射也可被称为分段喷射。
[0041]作为第二示例的根据本公开的燃料喷射分布的实施例被表示在示意图300中。所描绘的第二实施例可以为编程到全新燃料喷射器中的用于初始发动机操作(例如,在控制器的学习阶段)的燃料喷射分布。在一个示例中,控制器的学习阶段可至少延伸到(从制造起)初始交通工具操作的第一 100英里。在另一个示例中,学习阶段可包括从制造起的多达2000英里的交通工具操作。在又一个示例中,学习阶段可包括在交通工具制造之后的给定的操作小时数。控制器可在学习阶段期间学习喷射器流量特性,诸如燃料质量和单个喷射器燃料量。
[0042]在示意图300,示意图200的第一引燃喷射和第二引燃喷射可由在CAD4 (稀疏的点方框)处的主喷射314之前输送的CAD3(密集的点方框)处的单次“充足(fat)”引燃喷射311取代。“充足”引燃可以为比预料值更大的相对较大的值,并且因此处于有可能的可能值的极大端。充足引燃喷射量的选择可以使得喷射量足够大以适应喷射器的整个生产总体(populat1n)的喷射变化。进一步地,充足引燃喷射量可经选择使得所有喷射器均可喷射燃料量,从而绝大多数比例的喷射311的总体校正学习仅在减小方向上发生。
[0043]在示意图300中的燃料喷射可包括每个燃烧冲程的四次喷射。如在311所示,在CAD3处的单次引燃喷射(P5)中供应的燃料量可大于通过第一引燃喷射212 (P1)和第二引燃喷射213(P2)供应的燃料量中的每个。在另一个示例中,单次引燃喷射311可以为相对于P1和P2的组合量的更大的量。例如,单次引燃喷射311在初始发动机操作期间可输送燃料总量的5%-10% (在空转时多达25%)。单次引燃喷射的部分可随着喷射燃料总量的增加而变化。
[0044]燃料喷射器通过保持打开至更长的持续时间可输送更大数量的燃料作为单次引燃喷射(如图所示)。在一个示例中,单次引燃喷射可在TDC之前的35度CAD(在压缩冲程中)处开始。在另一个示例中,单次引燃喷射可在TDC之前的5度CAD处开始。在每个示例中,单次引燃喷射的结束可取决于现有燃料的轨压。其他正时和持续时间在不偏离本公开范围的情况下也是可以的。当单次引燃喷射输送的燃料量增加时,由主喷射以及第一后喷射和第二后喷射输送的燃料量可相应减少。
[0045]应该理解,在示意图300中所示的一些喷射正时可类似于在示意图200的喷射分布中所示的喷射正时,例如,在CAD4处的主喷射314、在CAD5处的第一后喷射316,以及在CAD6处的第二后喷射318。
[0046]在示意图300所描绘的可替代实施例中,第一引燃喷射或第二引燃喷射可输送较大数量的燃料,而不是喷射较大部分的燃料作为单次充足引燃喷射。例如,可保留第一引燃喷射和第二引燃喷射而不是由先前所述的单次引燃喷射将其取代。在一个示例中,在CAD1 (具有虚线边界的阴影框图)处的第一引燃喷射312可输送的燃料量(P3)大于示
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