用于控制燃料噴射的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種用于控制燃燒發動機的燃料噴射的方法。該方法包括以下步驟:提供至少第一預定空燃混合物圖，且基于至少一個發動機操作參數和該至少第一預定空燃混合物圖而確定第一空燃比。本公開還涉及一種用于燃燒發動機的燃料噴射系統，其中所述燃料噴射系統包括控制單元以及至少第一預定空燃混合物圖。本公開尤其有利于提供有由至少一個最小AFR鎖止圖形成的煙霧限制控制布置的柴油機的領域中。該方法和系統可例如用于卡車、公共汽車、施工車輛、船用發動機、汽車等的柴油機上。
【背景技術】
[0002]可通過為司機提供經濟模式選擇器來改進車輛燃料經濟性。當經濟模式被司機選擇時，發動機被控制為較小地響應，以使得可獲得改進的燃料經濟性。然而，以經濟模式產生較小響應的發動機的具體發動機控制設置通常需要發動機控制軟件的詳盡的、耗時的且昂貴的額外開發。因此需要去除上文提及的缺點的改進的發動機控制。
【發明內容】
[0003]本公開涉及一種用于控制燃燒發動機的燃料噴射的方法，該方法包括以下步驟:
[0004]提供至少第一預定空燃混合物圖，且基于至少一個發動機操作參數和該至少第一預定空燃混合物圖而確定第一空燃比，
[0005]確定相對于該第一空燃比以第一恒定值偏移的第二空燃比，
[0006]確定選擇第一操作模式還是第二操作模式；
[0007]在當前請求的燃料供給速率導致小于該第一空燃比的空燃比且該第一操作模式被選擇時，根據該第一空燃比來控制發動機燃料噴射；或者替代地
[0008]在當前請求的燃料供給速率導致小于該第二空燃比的空燃比且該第二操作模式被選擇時，根據該第二空燃比來控制發動機燃料噴射。
[0009]第一操作模式可代表標準默認操作模式，而第二操作模式可通常代表第一經濟模式。
[0010]該方法和系統與發動機煙霧限制控制布置，且尤其與煙霧限制控制布置的預定最小允許空燃混合物圖(下文稱為空燃比(AFR)圖)緊密關聯且部分與其集成在一起。已開發該AFR圖以將從發動機排出的瞬時可見煙霧減到最少。瞬時可見煙霧是以低AFR操作發動機的直接結果。通過限定最小允許AFR水平(最小允許AFR水平因此對應于最大允許燃料供給速率)，最小允許AFR水平可被提供為足夠大以避免瞬時可見煙霧或至少降低瞬時可見煙霧的水平。想法是在發動機經濟操作模式被司機選擇時，將恒定偏移值與查找AFR值相加，且將該偏移AFR值用作最小允許AFR水平。
[0011]該解決方案代表用于創建完整經濟操作模式發動機提供的非常成本有效的、直接的且簡單的解決方案。已存在將AFR值與使用該AFR值的發動機控制邏輯相關的發動機控制系統的主要部件，且僅有的額外軟件修改是將恒定偏移值與使用現有AFR圖來標識的AFR值相加，以及經濟操作模式選擇器和相關聯的輸出信號處理。與可能純粹針對經濟操作模式而開發整個新穎的、昂貴的且耗時的燃料噴射圖或可能對所有車輛操作條件限制車輛加速度的先前已知的解決方案相比，根據本公開的新穎解決方案代表顯著的改進。
[0012]該解決方案高度靈活。因為僅有的修改與引入至少一個AFR偏移值相關，所以偏移值自身可容易改變以適合于不同車輛、不同操作者、不同消費者等。還可在幾乎沒有任何其它開發和測試的情況下實施兩個、三個或更多個經濟操作模式。
[0013]該解決方案還代表高效燃料經濟發動機設置，該高效燃料經濟發動機設置減小燃料消耗而不必留下通常相關聯的動力低下的發動機的印象。低AFR值正常僅在司機在發動機的低空氣質量流率(因渦輪滯后、高EGR流量等所致的少量的可獲得的新鮮空氣)時需要高發動機輸出(高燃料供給速率)時發生。該情形通常在發動機瞬時條件期間(即，在請求發動機輸出的大的突然改變的情形期間)發生。因此，以經濟操作模式，發動機將在大多數時間充當常規強力發動機，且僅在某些發動機瞬時條件下減小發動機輸出。
[0014]本公開還涉及根據權利要求11的用于燃燒發動機的對應燃料噴射系統，該系統展現與上文所述相同的優點。
[0015]通過實施從屬權利要求的特征中的一個或若干個來實現其它優點。
[0016]該方法可包括以下步驟:確定選擇第一操作模式、第二操作模式還是第三操作模式；確定相對于該第一空燃比以第二恒定值偏移的第三空燃比，其中該第二恒定值大于該第一恒定值；以及在該當前請求的燃料供給速率導致小于該第三空燃比的空燃比且該第三操作模式被選擇時，根據該第三空燃比來控制發動機燃料噴射。第一操作模式可代表標準默認操作模式，而第二操作模式可代表第一經濟操作模式，且第三操作模式可代表比基本經濟操作模式更嚴格設計的第二經濟操作模式，即，導致進一步改進的燃料經濟性的操作模式。
[0017]該方法可包括以下步驟:另外提供至少第二預定空燃混合物圖，其中該至少第一空燃混合物圖和第二空燃混合物圖中的每一個對應于不同的預定發動機操作狀態，且基于至少一個發動機操作參數和當前選擇的空燃混合物圖而確定該第一空燃比。發動機控制系統可被提供有若干不同的發動機操作狀態，諸如用于改進的尾氣后處理系統再生的增加了熱量的操作狀態，或用于避免任何管制性轉矩減小誘導系統將導致最大可用發動機轉矩的減小的低排放操作狀態。
[0018]該方法可包括以下步驟:在當前空燃比處于該第一空燃比的第一恒定范圍內且該第一操作模式被選擇時，控制至少EGR閥以暫時使得增大的空氣質量流率能夠進入發動機，且在該當前空燃比處于該第二空燃比的該第一恒定范圍內且該第二操作模式被選擇時，控制至少該EGR閥以暫時使得增大的空氣質量流率能夠進入發動機。該布置用于減少限制燃料供給速率的需要，且因此實際上并不是燃料經濟性改進特征，而是用于維持發動機輸出功率的措施。因此，代替敲擊燃料供給速率限制器，系統努力通過停止EGR流量且因此增大新鮮空氣的空氣質量流率而一開始就解決瞬間高轉矩請求。
[0019]本文中所使用的術語“空燃混合物”被視為涵蓋與任何給定時刻的空燃混合物有關的所有類型的定義。“空燃混合物”通常是根據“空燃比(AFR) ”(S卩，空氣與燃料的比)來定義的。低AFR因此指示較濃的混合物，且高AFR指示較稀的混合物。然而，許多其它術語用于空燃混合物，諸如單獨“混合物”、“燃空比(FAR)”或λ。λ是給定混合物的實際AFR與化學計量的比。
【附圖說明】
[0020]在下文給出的本公開的詳細描述中，參看附圖，在附圖中:
[0021]圖1示出根據本公開的系統的示意性布局，
[0022]圖2示出用于執行根據本公開的方法的示范性流程圖，以及
[0023]圖3示出在操作中的系統的圖形表示。
【具體實施方式】
[0024]下文將結合附圖來描述本公開的各方面，其中相同元件符號表示相同元件，且所公開的方面的變化不限于具體示出的實施例，而是適用于本公開的其它變化。
[0025]圖1示出用于內燃機(具體來說，柴油發動機)的燃料噴射系統的示意性布局。燃料噴射系統包括控制單元1，控制單元I控制通過燃料噴射器2噴射到燃燒室中的燃料的料，且還控制每一燃料噴射事件的定時。控制單元I還控制尾氣再循環EGR閥3的致動，以使得發動機EGR流量可被控制。控制單元I主要基于當前踏板位置4、當前發動機速度5和當前發動機負荷6來控制燃料噴射器2和EGR閥。踏板位置4和發動機速度5可容易通過適當傳感器來測量。發動機負荷還可例如通過應用到傳動軸的驅動轉矩傳感器來測量，但替代地或另外，可基于諸如當前AFR的當前發動機提供和發動機負荷來計算。燃料噴射控制可通過任何常規反饋控制器等來實施。
[0026]此處，應注意，圖1代表燃料噴射系統的大幅簡化的布局，且還應注意，系統在實施時優選以