排出气体再循环控制系统和方法
【专利摘要】一种车辆的燃料控制系统包括喷射控制模块和命令模块。所述喷射控制模块确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量。在扭矩请求减小时，命令模块选择性地命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。响应于所述命令，所述喷射控制模块：基于所述第一目标量来确定燃料的第二和第三目标量；基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。
【专利说明】排出气体再循环控制系统和方法【技术领域】
[0001]本公开涉及内燃发动机，更具体地涉及排出气体再循环控制系统和方法。
【背景技术】
[0002]在此提供的背景描述用于总体上介绍本公开的背景之目的。在本【背景技术】部分描述的范围内，当前署名的发明人的成果，以及在提交时可能不另外地构成为现有技术的本描述的方面，既非明示也非暗示地被承认作为对抗本公开的现有技术。
[0003]发动机燃烧空气和燃料来生成扭矩。空气通过进气系统流动到发动机中。进气系统可包括节气门和进气歧管。燃料是通过一个或多个燃料喷射器提供的。发动机输出扭矩到变速器。变速器将扭矩传送到一个或多个车轮。由燃烧产生的排出物从发动机排放到排出系统。
[0004]排出气体再循环(EGR)系统使排出物再循环回到进气系统。对于流回到进气系统的排出物，排出系统内的压力必须大于排出物进入进气系统处的压力。可以控制EGR系统使得排出物、空气和燃料的目标混合物提供到每个气缸。当未保持目标混合物时，发动机可以不按照预期运行。
【发明内容】
[0005]一种车辆的燃 料控制系统包括喷射控制模块和命令模块。所述喷射控制模块确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量。在扭矩请求减小时，命令模块选择性地命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。响应于所述命令，所述喷射控制模块:基于所述第一目标量来确定燃料的第二和第三目标量；基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。
[0006]在进一步的特征中，所述燃料控制系统还包括启用/禁用模块，所述启用/禁用模块当所述扭矩请求的减小量小于预定值时禁用所述命令模块。
[0007]在又进一步的特征中，所述燃料控制系统还包括启用/禁用模块，所述启用/禁用模块当再循环排出物的目标质量分数的减小量小于预定值时禁用所述命令模块。
[0008]在再进一步的特征中，所述命令模炔基于所述燃烧事件的气体装载物中再循环排出物的估算质量分数与对于所述燃烧事件的再循环排出物的目标质量分数之间的差值来确定是否命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。
[0009]在进一步的特征中，所述命令模块在所述差值大于预定值时命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。
[0010]在又进一步的特征中，所述燃料控制系统还包括阈值确定模块，所述阈值确定模炔基于发动机速度确定所述预定值。
[0011]在再进一步的特征中，所述燃料控制系统还包括阈值确定模块，所述阈值确定模炔基于发动机负载确定所述预定值。
[0012]在进一步的特征中，所述喷射控制模块在所述燃烧事件的压缩冲程期间开始和终止所述第二燃料喷射。
[0013]在又进一步的特征中，所述喷射控制模块还基于预定百分数确定所述第二和第三目标量。
[0014]在再进一步的特征中，所述喷射控制模块基于发动机速度和发动机负载中的至少一个来确定所述预定百分数。
[0015]一种用于车辆的燃料控制方法，包括:确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量；以及在扭矩请求减小时选择性地命令提供两个燃料喷射。所述燃料控制方法还包括，响应于所述命令:基于所述第一目标量确定燃料的第二和第三目标量；基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。
[0016]在进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括当所述扭矩请求的减小量小于预定值时阻止所述命令。
[0017]在再进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括当再循环排出物的目标质量分数的减小量小于预定值时阻止所述命令。
[0018]在又进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括基于所述燃烧事件的气体装载物中再循环排出物的估算质量分数与对于所述燃烧事件的再循环排出物的目标质量分数之间的差值来确定是否命令提供两个燃料喷射。
[0019]在进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括在所述差值大于预定值时命令提供两个燃料喷射。
[0020]在再进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括基于发动机速度确定所述预定值。
[0021]在又进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括基于发动机负载确定所述预定值。
[0022]在进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括在所述燃烧事件的压缩冲程期间开始和终止所述第二燃料喷射。
[0023]在再进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括还基于预定百分数确定所述第二和第三目标量。
[0024]在又进一步的特征中，所述燃料控制方法还包括基于发动机速度和发动机负载中的至少一个来确定所述预定百分数。
[0025]本公开还存在如下方案:
1.一种车辆的燃料控制系统，包括:
喷射控制模块，所述喷射控制模块确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量；以
及
命令模块，所述命令模块在扭矩请求减小时选择性地命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射；
其中，响应于所述命令，所述喷射控制模块:
基于所述第一目标量来确定燃料的第二和第三目标量；
基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及 基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。[0026]2.如方案I所述的燃料控制系统，还包括启用/禁用模块，所述启用/禁用模块当所述扭矩请求的减小量小于预定值时禁用所述命令模块。
[0027]3.如方案I所述的燃料控制系统，还包括启用/禁用模块，所述启用/禁用模块当再循环排出物的目标质量分数的减小量小于预定值时禁用所述命令模块。
[0028]4.如方案I所述的燃料控制系统，其中，所述命令模块基于在所述燃烧事件的气体装载物中再循环排出物的估算质量分数与对于所述燃烧事件的再循环排出物的目标质量分数之间的差值来确定是否命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。
[0029]5.如方案4所述的燃料控制系统，其中，所述命令模块在所述差值大于预定值时命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。
[0030]6.如方案5所述的燃料控制系统，还包括阈值确定模块，所述阈值确定模块基于发动机速度确定所述预定值。
[0031]7.如方案5所述的燃料控制系统，还包括阈值确定模块，所述阈值确定模块基于发动机负载确定所述预定值。
[0032]8.如方案I所述的燃料控制系统，其中，所述喷射控制模块在所述燃烧事件的压缩冲程期间开始和终止所述第二燃料喷射。
[0033]9.如方案I所述的燃料控制系统，其中，所述喷射控制模块还基于预定百分数确定所述第二和第三目标量。
[0034]10.如方案9所述的燃料控制系统，其中所述喷射控制模块基于发动机速度和发动机负载中的至少一个来确定所述预定百分数。
[0035]11.一种用于车辆的燃料控制方法，包括:
确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量；
在扭矩请求减小时选择性地命令提供两个燃料喷射；以及 响应于所述命令:
基于所述第一目标量确定燃料的第二和第三目标量；
基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及 基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。
[0036]12.如方案11所述的燃料控制方法，还包括当所述扭矩请求上的减小量小于预定值时阻止所述命令。
[0037]13.如方案11所述的燃料控制方法，还包括当再循环排出物的目标质量分数的减小量小于预定值时阻止所述命令。
[0038]14.如方案11所述的燃料控制方法，还包括基于在所述燃烧事件的气体装载物中再循环排出物的估算质量分数与对于所述燃烧事件的再循环排出物的目标质量分数之间的差值来确定是否命令提供两个燃料喷射。
[0039]15.如方案14所述的燃料控制方法，还包括在所述差值大于预定值时命令提供两个燃料喷射。
[0040]16.如方案15所述的燃料控制方法，还包括基于发动机速度确定所述预定值。
[0041]17.如方案15所述的燃料控制方法，还包括基于发动机负载确定所述预定值。
[0042]18.如方案11所述的燃料控制方法，还包括在所述燃烧事件的压缩冲程期间开始和终止所述第二燃料喷射。[0043]19.如方案11所述的燃料控制方法，还包括还基于预定百分数确定所述第二和第
三目标量。
[0044]20.如方案19所述的燃料控制方法，还包括基于发动机速度和发动机负载中的至少一个来确定所述预定百分数。
[0045]通过详细描述、权利要求和附图，本公开应用的另外领域将变得清楚。详细描述和具体示例仅用于阐释的目的，而并非旨在限制本公开的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]通过详细说明和附图将会更充分地理解本公开，附图中:
图1A和IB是根据本公开的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开的示例性发动机控制系统的功能框图；
图3A-3B是根据本公开的示例性燃料控制模块的功能框图；以及 图4-5是描绘根据本公开控制燃料的示例性方法的流程图。
[0047]在附图中，附图标记可重复利用以标识类似和/或相同的元件。
【具体实施方式】
[0048]发动机使气缸内的空气和燃料燃烧来产生用于车辆的驱动扭矩。发动机将由燃烧产生的排出物输出到排出系统。排出气体再循环(EGR)系统使排出物从排出系统再循环回到进气系统。
[0049]对于发动机的每个燃烧事件，气体装载物被吸入到发动机的气缸中。气体装载物可包括通过节气门吸入的空气、通过EGR系统再循环的排出物、以及一种或多种其他气体，例如来自蒸汽吹扫系统的燃料蒸汽。
[0050]发动机控制模块(ECM)生成对于燃烧事件的空气、EGR和燃料蒸汽的目标质量分数，并且基于所述目标控制致动器。然而，在某些情形下，EGR质量分数目标可以降低并且实际EGR质量分数可以增加。仅举例来说，当驾驶员在车辆移动时释放加速器踏板的时候，ECM可以降低EGR质量分数目标。然而，在驾驶员释放加速器踏板之后EGR的实际质量分数可以增加。
[0051]当EGR质量分数目标降低并且EGR的实际质量分数可能增加时，本公开的ECM将燃料分成两个独立喷射。两个燃料喷射中的后一个在燃烧事件的压缩冲程期间执行以便执行分级装载。提供两个独立燃料喷射(其中后一个喷射在压缩冲程期间执行)与使用单个燃料喷射运行相比可以提供更平稳的发动机运行。
[0052]现参阅图1A和1B，图中示出了发动机系统10的示例的功能框图。虽然发动机系统10将以火花点火发动机系统方式论述，但是本公开还适用于其他类型的发动机系统，包括压缩点火发动机系统和混合(hybrid)发动机系统。
[0053]发动机8通过进气系统吸入空气。进气系统可包括节气门12和进气歧管14。空气可通过节气门12和进气歧管14流动到发动机8中。节气门12调整进入到进气歧管14中的空气流。节气门致动器模块16控制节气门12的致动。发动机8使所述发动机8的气缸内的空气/燃料混合物燃烧。燃料系统17将燃料选择性地喷射到发动机8中。点火系统19选择性地提供火花到发动机8以便燃烧。[0054]空气/燃料混合物的燃烧驱动曲轴并且产生排出物。发动机8将排出物输出到排出歧管18。催化剂20接收来自排出歧管18的排出物并且与排出物的各种成分反应。仅举例来说，催化剂20可包括三元催化剂(TWC)、催化转换器、或者其他适当类型的催化剂。
[0055]EGR系统使排出物的一部分选择性地再循环回到进气系统。虽然示出并将论述排出物再循环回到进气歧管14，但是排出物可以再循环回到进气系统中的其他位置。EGR系统包括EGR阀24和EGR导管26。发动机8的运行在进气歧管14内形成真空(相对于环境压力的低压)。打开EGR阀24允许排出物再循环回到进气歧管14。EGR致动器模块27可以控制EGR阀24的致动。
[0056]EGR系统还可包括EGR冷却器28，所述EGR冷却器28使排出物冷却(随着排出物在其回到进气歧管14的路径上流动通过所述EGR冷却器28)。在各种实施方式中，EGR系统还可包括冷却器旁通系统，可以控制所述冷却器旁通系统来允许排出物在其回到进气歧管14的路径上绕过EGR冷却器28。如图1A所示，排出物可以从催化剂20的下游再循环回到进气歧管14。如图1B所示，排出物可以备选地从催化剂20的上游再循环回到进气歧管14。
[0057]虽然在自然吸气式发动机的背景下示出了本公开，但是本公开还适用于具有一个或多个升压装置(例如，涡轮增压器、机械增压器或者它们的组合)的发动机。具有一个或多个升压装置的发动机可包括使用不同位置的不同EGR系统，其中排出气体从所述不同位置(例如，从排出歧管或涡轮增压器涡轮的下游)吸入和/或排出气体在所述不同位置(例如，进气歧管的上游或者涡轮增压器压缩器的上游)提供到进气系统。
[0058]发动机控制模块(ECM) 34调整发动机系统10的运行。例如，ECM 34可以通过节气门致动器模块16控制节气门12的打开，通过EGR致动器模块27控制EGR阀24的打开，通过燃料系统17控制喷射量和正时(timing)，以及通过点火系统19控制火花正时。ECM 34还可控制进气和排出的门致动器、升压装置和/或一个或多个其他适当发动机致动器的运行。
[0059]ECM 34与各种传感器(例如歧管绝对压力(MAP)传感器36、发动机速度传感器42、质量空气流(MAF)传感器44和/或一个或多个其他适当传感器)通讯。MAP传感器36生成MAP信号，所述MAP信号指示进气歧管14中的绝对压力。发动机速度传感器42基于曲轴的旋转生成信号。发动机速度(每分钟转数(RPM))可以基于曲轴的旋转确定。MAF传感器44生成MAF信号，所述MAF信号指示空气进入进气歧管14的质量流率。
[0060]现参阅图2，图中示出了 ECM 34的示例性实施方式的功能框图。扭矩请求模块202可以基于一个或多个驾驶员输入208 (例如加速器踏板位置、制动器踏板位置、巡航控制输入和/或一个或多个其他适当驾驶员输入)来确定扭矩请求204。扭矩请求模块202可以另外或备选地基于一个或多个其他扭矩请求确定扭矩请求204，所述一个或多个其他扭矩请求是例如由ECM 34生成的扭矩请求和/或从车辆的其他模块(例如变速器控制模块、混合控制模块、底盘控制模块等)接收的扭矩请求。一个或多个发动机致动器可以基于扭矩请求204和/或一个或多个其他车辆运行参数来控制。
[0061]例如，节气门控制模块212可以基于扭矩请求204确定目标节气门打开216。节气门致动器模块16可以基于目标节气门打开216来调节节气门12的打开。火花控制模块220可以基于扭矩请求204确定目标火花正时224。点火系统19可以基于目标火花正时224生成火花。燃料控制模块228可以基于扭矩请求204确定一个或多个目标燃料参数232。例如，目标燃料参数232可以包括(每个燃烧事件的)燃料喷射脉冲的数量、对于每个脉冲的正时以及对于每个脉冲的量。燃料系统17可以基于目标燃料参数232喷射燃料。
[0062]扭矩估算模块236可以估算发动机8的扭矩输出。发动机8的估算扭矩输出将被称为估算扭矩240。节气门控制模块212可以基于估算扭矩240选择性地调节目标节气门打开216。例如，节气门控制模块212可以使用估算扭矩240来执行一个或多个发动机空气流参数(诸如节气门面积、MAP和/或一个或多个其他适当空气流参数)的闭环控制。
[0063]扭矩估算模块236可以使用扭矩关系确定估算扭矩240。例如，扭矩估算模块236可以使用下述关系来确定估算扭矩240:
【权利要求】
1.一种车辆的燃料控制系统，包括: 喷射控制模块，所述喷射控制模块确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量；以及 命令模块，所述命令模块在扭矩请求减小时选择性地命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射； 其中，响应于所述命令，所述喷射控制模块: 基于所述第一目标量来确定燃料的第二和第三目标量； 基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及 基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。
2.如权利要求1所述的燃料控制系统，还包括启用/禁用模块，所述启用/禁用模块当所述扭矩请求的减小量小于预定值时禁用所述命令模块。
3.如权利要求1所述的燃料控制系统，还包括启用/禁用模块，所述启用/禁用模块当再循环排出物的目标质量分数的减小量小于预定值时禁用所述命令模块。
4.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中，所述命令模块基于在所述燃烧事件的气体装载物中再循环排出物的估算质量分数与对于所述燃烧事件的再循环排出物的目标质量分数之间的差值来确定是否命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。
5.如权利要求4所述的燃料控制系统，其中，所述命令模块在所述差值大于预定值时命令所述喷射控制模块提供两个燃料喷射。
6.如权利要求5所述的燃料控制系统，还包括阈值确定模块，所述阈值确定模块基于发动机速度确定所述预定值。
7.如权利要求5所述的燃料控制系统，还包括阈值确定模块，所述阈值确定模块基于发动机负载确定所述预定值。
8.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中，所述喷射控制模块在所述燃烧事件的压缩冲程期间开始和终止所述第二燃料喷射。
9.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中，所述喷射控制模块还基于预定百分数确定所述第二和第三目标量。
10.一种用于车辆的燃料控制方法，包括: 确定用于发动机燃烧事件的燃料的第一目标量； 在扭矩请求减小时选择性地命令提供两个燃料喷射；以及 响应于所述命令: 基于所述第一目标量确定燃料的第二和第三目标量； 基于所述第二目标量在所述燃烧事件期间提供第一燃料喷射；以及 基于所述第三目标量在所述燃烧事件的压缩冲程期间提供第二燃料喷射。
【文档编号】F02D21/08GK104033263SQ201410080120
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】S.M.奈克, V.拉马潘, M.凯斯蒂 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司