用于抑制减速燃料切断的系统和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510021770.9

申请日:

2015.01.16

公开号:

CN104791115A

公开日:

2015.07.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02D 41/12申请日:20150116|||公开

IPC分类号:

F02D41/12

主分类号:

F02D41/12

申请人:

通用汽车环球科技运作有限责任公司

发明人:

J.A.古达尔

地址:

美国密执安州

优先权:

61/928159 2014.01.16 US; 14/219420 2014.03.19 US

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司72001

代理人:

吴超; 李婷

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内容摘要

本申请涉及用于抑制减速燃料切断的系统和方法。系统包括减速燃料切断模块。减速燃料切断模块被构造成以减速燃料切断模式运行从而去激活到发动机的气缸的燃料。第一流速模块被构造成确定反应气体流速。补偿模块被构造成基于该反应气体流速确定温度补偿值。第一温度模块被构造成估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度。求和器被构造成对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值。第二温度模块被构造成基于所述和值估计所述催化剂的第二温度。比较模块被构造成执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较并且基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式运行的抑制信号。

权利要求书

1.  一种系统,其包括:
减速燃料切断(DFCO)模块,其被构造成以减速燃料切断模式运行从而去激活到发动机的气缸的燃料;
第一流速模块,其被构造成确定反应气体流速;
补偿模块,其被构造成基于该反应气体流速确定温度补偿值;
第一温度模块,其被构造成估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度;
求和器,其被构造成对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值;
第二温度模块,其被构造成基于所述和值估计所述催化剂的第二温度;以及
比较模块,其被构造成(i)执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较,并且(ii)基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式运行的抑制信号。

2.
  如权利要求1所述的系统,还包括: 
第二流速模块,其被构造成确定燃料蒸气流速;以及
空燃比模块,其被构造成确定理想配比的空燃比,
其中
所述第一流速模块被构造成(i)确定空气流速,以及(ii)基于所述空气流速、所述燃料蒸气流速、和所述理想配比的空燃比确定所述反应气体流速。

3.
  如权利要求1所述的系统,其中所述第一流速模块被构造成确定是否设置所述反应气体流速等于(i)燃料蒸气流速、或(ii)空气流速除以理想配比的空燃流量比。

4.
  如权利要求3所述的系统,其中所述第一流速模块被构造成: 
执行在(i)所述燃料蒸气流速和(ii)所述空气流速除以所述理想配比的空燃流量比之间的第二比较;以及
基于所述第二比较,设置所述反应气体流速等于(i)所述燃料蒸气流速;或(ii)所述空气流速除以所述理想配比的空燃流量比。

5.
  如权利要求1所述的系统,其中所述比较模块被构造成(i)确定所述第二温度是否大于所述阈值;以及(ii)如果所述第二温度大于所述阈值,则产生抑制以减速燃料切断模式运行的所述抑制信号。

6.
  如权利要求1所述的系统,其中所述减速燃料切断模式被构造成基于所述抑制信号临时地去激活所述减速燃料切断模式。

7.
  如权利要求6所述的系统,其中: 
所述比较模块被构造成(i)确定所述第二温度是否大于所述阈值;以及(ii)如果所述第二温度小于或等于所述阈值,则改变所述抑制信号的状态以允许以减速燃料切断模式运行;以及
所述减速燃料切断模块被构造成基于所述抑制信号重新激活所述减速燃料切断模式。

8.
  如权利要求1所述的系统,还包括第二流速模块,其被构造成确定总气体流速,
其中所述第一流速模块被构造成(i)确定空气流速,以及(ii)基于所述总气体流速和所述空气流速确定所述反应气体流速。

9.
  如权利要求8所述的系统,其中所述总气体流速等于所述空气流速和燃料蒸气流速之和。

10.
  一种方法,其包括:
以减速燃料切断(DFCO)模式操作发动机以去激活到所述发动机的气缸的燃料;
确定反应气体流速;
基于所述反应气体流速确定温度补偿值;
估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度;
对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值;
基于所述和值估计所述催化剂的第二温度;
执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较;以及
基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式操作的抑制信号。

说明书

用于抑制减速燃料切断的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年1月16日提交的美国临时申请61/928159的权益。上述申请的公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本公开涉及内燃发动机并且更具体地涉及用于控制减速燃料切断的系统和方法。
背景技术
此处提供的背景描述是用于概括地给出本发明的背景。在这个背景部分中所描述的本发明发明人的工作,以及本说明书中其它不能被作为申请时的现有技术的方面,都不能被明确地或隐含地认为是对抗本公开的现有技术。
在内燃发动机(ICE)的某些运行条件期间,到内燃发动机的一个或多个气缸的燃料可被禁止以节省燃料。对到一个或多个气缸的燃料的去激活被称为减速燃料切断(DFCO)。在使减速燃料切断成为可能的同时,在内燃发动机的曲轴箱中的燃料蒸气会蒸发(或沸腾)并且通过强制曲轴箱通风(PVC)系统被提供到所述气缸(称为燃烧室)中的一个或多个。这尤其会在机油中燃料稀释水平为高时发生。
发明内容
提供一种方法,该方法包括在减速燃料切断模式期间应用温度补偿到催化剂温度模型并在被建模催化剂温度超过阈值时禁止减速燃料切断模式。温度补偿根据燃料蒸气流速被应用到稳态目标温度。该稳态目标温度可被建模。
在其它的特征中,提供了系统,该系统包括减速燃料切断模块。减速燃料切断模块被构造成以减速燃料切断模式运行从而去激活到发动机的气缸的燃料。第一流速模块被构造成确定反应气体流速。补偿模块被构造成基于该反应气体流速确定温度补偿值。第一温度模块被构造成估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度。求和器被构造成对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值。第二温度模块被构造成基于所述和值估计所述催化剂的第二温度。比较模块被构造成执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较并且基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式运行的抑制信号。
在其它的特征中,提供了一种方法,该方法包括: 以减速燃料切断模式运行发动机以去激活到所述发动机的气缸的燃料;确定反应气体流速;基于所述反应气体流速确定温度补偿值;以及估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度。该方法还包括; 对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值;基于所述和值估计所述催化剂的第二温度;执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较;以及基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式运行的抑制信号。
本公开的其它应用领域将通过下面提供的具体描述而明白易懂。应当理解的是,详细描述和具体的示例都是仅用于说明目的而不是用于限制本公开的范围。
本申请提供了如下方案:
方案1. 一种系统,其包括:
减速燃料切断(DFCO)模块,其被构造成以减速燃料切断模式运行从而去激活到发动机的气缸的燃料;
第一流速模块,其被构造成确定反应气体流速;
补偿模块,其被构造成基于该反应气体流速确定温度补偿值;
第一温度模块,其被构造成估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度;
求和器,其被构造成对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值;
第二温度模块,其被构造成基于所述和值估计所述催化剂的第二温度;以及
比较模块,其被构造成(i)执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较,并且(ii)基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式运行的抑制信号。
方案2. 如方案1所述的系统,还包括:
第二流速模块,其被构造成确定燃料蒸气流速;以及
空燃比模块,其被构造成确定理想配比的空燃比,
其中
所述第一流速模块被构造成(i)确定空气流速,以及(ii)基于所述空气流速、所述燃料蒸气流速、和所述理想配比的空燃比确定所述反应气体流速。
方案3. 如方案1所述的系统,其中所述第一流速模块被构造成确定是否设置所述反应气体流速等于(i)燃料蒸气流速、或(ii)空气流速除以理想配比的空燃流量比。
方案4. 如方案3所述的系统,其中所述第一流速模块被构造成:
执行在(i)所述燃料蒸气流速和(ii)所述空气流速除以所述理想配比的空燃流量比之间的第二比较;以及
基于所述第二比较,设置所述反应气体流速等于(i)所述燃料蒸气流速;或(ii)所述空气流速除以所述理想配比的空燃流量比。
方案5. 如方案1所述的系统,其中所述比较模块被构造成(i)确定所述第二温度是否大于所述阈值;以及(ii)如果所述第二温度大于所述阈值,则产生抑制以减速燃料切断模式运行的所述抑制信号。
方案6. 如方案1所述的系统,其中所述减速燃料切断模式被构造成基于所述抑制信号临时地去激活所述减速燃料切断模式。
方案7. 如方案6所述的系统,其中:
所述比较模块被构造成(i)确定所述第二温度是否大于所述阈值;以及(ii)如果所述第二温度小于或等于所述阈值,则改变所述抑制信号的状态以允许以减速燃料切断模式运行;以及
所述减速燃料切断模块被构造成基于所述抑制信号重新激活所述减速燃料切断模式。
方案8. 如方案1所述的系统,还包括第二流速模块,其被构造成确定总气体流速,
其中所述第一流速模块被构造成(i)确定空气流速,以及(ii)基于所述总气体流速和所述空气流速确定所述反应气体流速。
方案9. 如方案8所述的系统,其中所述总气体流速等于所述空气流速和燃料蒸气流速之和。
方案10. 如方案1所述的系统,其中:
所述第一温度模块被构造成基于所述发动机的第一参数估计所述第一温度;
所述第一温度是所述催化剂的稳态温度;
所述第一参数包括所述发动机的速度、所述发动机的扭矩或载荷、和空燃当量比;
所述第二温度模块被构造成基于所述和值和第二参数估计所述第二温度;以及
所述第一参数包括所述催化剂的进口气体温度和所述催化剂的出口气体温度。
方案11. 一种方法,其包括:
以减速燃料切断(DFCO)模式操作发动机以去激活到所述发动机的气缸的燃料;
确定反应气体流速;
基于所述反应气体流速确定温度补偿值;
估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度;
对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值;
基于所述和值估计所述催化剂的第二温度;
执行在所述第二温度和阈值之间的第一比较;以及
基于所述第一比较产生抑制以减速燃料切断模式操作的抑制信号。
方案12. 如方案11所述的方法,还包括:
确定空气流速;
确定燃料蒸气流速;以及
确定理想配比的空燃比,
其中所述反应气体流速的确定是基于所述空气流速、所述燃料蒸气流速和所述理想配比的空燃比。
方案13. 如方案11所述的方法,还包括确定是否设置所述反应气体流速等于(i)燃料蒸气流速;或(ii)空气流速除以理想配比的空燃流量比。
方案14. 如方案13所述的方法,还包括:
执行在(i)所述燃料蒸气流速和(ii)所述空气流速除以所述理想配比的空燃流量比之间的第二比较;以及
基于所述第二比较,设置所述反应气体流速等于(i)所述燃料蒸气流速;或(ii)所述空气流速除以所述理想配比的空燃流量比。
方案15. 如方案11所述的方法,还包括:
确定所述第二温度是否大于所述阈值;以及
如果所述第二温度大于所述阈值,就产生抑制以减速燃料切断模式运行的抑制信号。
方案16. 如方案11所述的方法,还包括基于所述抑制信号临时地去激活所述减速燃料切断模式。
方案17. 如方案16所述的方法,还包括:
确定所述第二温度是否大于所述阈值;
如果所述第二温度小于或等于所述阈值,就改变所述抑制信号的状态以允许以减速燃料切断模式运行;以及
基于所述抑制信号重新激活所述减速燃料切断模式。
方案18. 如方案11所述的方法,还包括:
确定总气体流速;以及
确定空气流速;
其中所述反应气体流速的确定是基于所述总气体流速和所述空气流速。
方案19. 如方案18所述的方法,其中所述总气体流速等于所述空气流速和燃料蒸气流速之和。
方案20. 如方案11所述的方法,其中:
所述第一温度的估计是基于所述发动机的第一参数;
所述第一温度是所述催化剂的稳态温度;
所述第一参数包括所述发动机的速度、所述发动机的扭矩或载荷、和空燃当量比;
所述第二温度的估计是基于所述和值和第二参数;以及
所述第一参数包括所述催化剂的进口气体温度和所述催化剂的出口气体温度。
附图说明
本公开将通过具体描述和附图而被更全面地理解,附图中:
图1是包含根据本公开的减速燃料切断抑制模块的发动机系统的功能框图;
图2是说明了PCV系统的操作的气缸的横截面视图;
图3是根据本公开的控制模块的功能框图;以及
图4图示了根据本公开的减速燃料切断抑制方法。
具体实施方式
通常,被接收在发动机的燃烧室内的燃料蒸气在该燃烧室内被燃烧。不过,在使减速燃料切断成为可能并且空/燃混合物太稀贫而不能燃烧时,燃料蒸气会从发动机行进到废气系统而未被燃烧。结果,穿过该内燃发动机的燃料蒸气会与废气系统中的催化剂直接接触。燃料蒸气与催化剂的接触会导致在该催化剂中产生热,这例如是由于燃料蒸气在该催化剂中的燃烧。这增加了该催化剂的温度。如果在较长的时间长度上持续暴露给燃料蒸气,那么催化剂的温度会超过预定温度,这可损坏该催化剂。
因此,本文描述的系统和方法用于抑制减速燃料切断以阻止催化剂的温度超过预定温度,在该预定温度之上该催化剂会被损坏。所述系统包括控制模块和用于确定减速燃料切断被临时禁止时的某些条件的减速燃料切断抑制模块。
图1示出了发动机系统10,其包括内燃发动机(ICE)12(例如,火花点火直喷(SIDI)发动机或均质充气压燃(HCCI)发动机)。ICE12通过进气系统14将空气吸入进气歧管18,进气系统14可由节气门16调节。进气系统14可包括空气过滤器壳体20和空气过滤器22。空气过滤器22可过滤被吸入到进气歧管18的空气以去除微粒。空气质量流量(MAF)传感器21测量通过节气门16进入进气歧管18的空气流的速度。例如,测得的MAF速度可指示在ICE12上的载荷。氧传感器24测量在进气歧管18内部的空气中的氧浓度。不过,氧传感器24也可被定位在进气系统14中的另一合适位置。歧管空气压力(MAP)传感器25可被包括以提供MAP。
进气歧管18内的空气被分配给气缸26。燃料喷射器28将燃料喷射到气缸26的进气端口内(端口燃料喷射)或直接喷射到气缸26内(直接燃料喷射)。在混合燃料模式中,火花塞30可辅助点燃在气缸26内的空/燃(A/F)混合物以驱动活塞,活塞可旋转地转动曲轴32并产生驱动扭矩。不过,在HCCI燃烧模式中,空/燃混合物可被压缩直到由于超过该空/燃混合物的临界或预定压力和/或温度而自燃。曲轴32可被分别地连接到气缸26的活塞(未示出),并且被容纳在曲轴箱34(在图2中示出)内,曲轴箱34包括机油以润滑运动零件。
PCV系统36可从曲轴箱34吸出窜气蒸气并将其在空气过滤器22下游的位置吹入空气进口管道23。PCV系统36可包括将曲轴箱34连接到进气歧管18的PCV软管38。PCV系统36也可包括调节从曲轴箱34到进气歧管18的窜气蒸气的流动的PCV阀40或其它流动调节器。例如,PCV阀40可包括弹簧加载阀(或小孔或另一空气流调节设备),该阀基于在曲轴箱34和进气歧管18之间的压差而打开。
PCV阀40也可是另一合适类型的阀或其它流动调节器,例如由控制模块60控制的电子阀。在一些实施方式中,PCV系统36可还包括将曲轴箱在空气过滤器22下游的位置处连接到空气过滤器壳体20或连接到进气系统14的空气进口管道23的通气管42。通气管42允许新鲜空气在曲轴箱34内循环以进一步稀释窜气蒸气并且阻止机油污染(即,改善循环)。
发动机温度传感器43测量ICE12的温度。例如,发动机温度传感器43可测量进气空气温度(IAT)、发动机冷却剂温度(ECT)或发动机机油温度(EOT)。因此,发动机温度传感器43可被定位在另一合适位置。而且,发动机温度传感器43可测量另一合适的温度。在一些实施方式中,可实施两个或更多的发动机温度传感器43。
发动机速度传感器44测量曲轴32的转速(即,发动机速度)。例如,发动机速度传感器44可测量以每分钟转数(RPM)为单位的发动机速度。变速器46将驱动扭矩从曲轴32传递到车辆的传动系(例如,车轮)。在一些实施方式中,变速器46可通过流体联接,例如变矩器(未示出),被联接到曲轴32。变速器输出轴速度(TOSS)传感器48测量变速器46的输出轴的转速。例如,TOSS传感器48可测量以RPM为单位的TOSS。TOSS传感器48的测量结果可被用于确定车速。
由燃烧而产生的废气气体可被从气缸26排入到废气歧管50。废气处理系统(ETS)52可处理废气歧管50中的废气气体以在将废气气体释放到大气之前去除微粒和/或降低排放。例如,ETS52可包括氧化催化剂、氮氧化物吸收器/吸附器、选择性催化还原系统、微粒物质过滤器、和三元催化转化器中的至少一个。作为示例,示出了催化剂53。催化剂53的进口气体的温度、催化剂53的出口气体的温度、和/或催化剂53的温度(砖温度Tbrick)可通过一个或多个温度传感器(一个催化剂温度传感器55被示出)直接测量或者可基于ICE12、ETS52和/或催化剂53的其它参数和/或条件而被间接地确定。
控制模块60控制发动机系统10的操作。控制模块60可从节气门16、MAF传感器21、氧传感器24、燃料喷射器28、火花塞30、PCV阀40、发动机温度传感器43、发动机速度传感器44、变速器46、TOSS传感器48、ETS52、和/或催化剂温度传感器55接收信号。控制模块60可控制节气门16、燃料喷射器28、火花塞30、PCV阀40、变速器46、ETS52和/或EGR阀58。
控制模块60可控制减速燃料切断并包括减速燃料切断抑制模块62。可在第一操作条件期间使减速燃料切断成为可能。减速燃料切断抑制模块62可在第二操作条件期间去激活减速燃料切断。下面参照图3-4对此进行进一步描述。
图2示出了说明图1的PCV系统36的操作的气缸的横截面视图。该气缸可以是图1的气缸26中的其中一个。气缸26通过进气门70从进气歧管18吸入空气。气缸26将燃烧期间产生的废气气体通过排气门72排入到废气歧管50。进气门70和排气门72可由一个或多个凸轮轴(未示出)致动。控制模块60控制进气门70和/或排气门72的正时。
气缸26还包括活塞74。活塞74在ICE12的压缩冲程期间压缩气缸26内的空/燃混合物。该空/燃混合物被燃烧(例如,要么自动点火或者通过来自火花塞30的辅助)以向下驱动活塞74从而产生驱动扭矩。该驱动扭矩使曲轴32旋转,曲轴32通过连杆76连接到活塞74。曲轴32可被连接到平衡重78。曲轴箱34容纳气缸26的部件。更确切地说,曲轴箱34包括润滑气缸26的运动部件的机油80。
如前所述,窜气蒸气可进入曲轴箱34并且污染机油80,从而引起损坏和/或性能降低。不过,PCV系统36将窜气蒸气从曲轴箱34排出。更确切地说,PCV软管38可在节气门16下游的位置将曲轴箱34连接到进气歧管18。PCV阀40可在窜气蒸气积累到超过临界压力时打开,由此将窜气蒸气从曲轴箱34排入到进气歧管18。额外地,如前所述,PCV系统36可还包括通气管42,其在空气过滤器22下游的位置将曲轴箱34连接到空气进口管道23。换句话说,过滤后的空气可通过通气管42流入曲轴箱34,这进一步稀释窜气蒸气并改善循环,改善循环改善了PCV系统36的性能。
图3示出了控制模块60。控制模块60包括燃烧模块100。燃烧模块100从各种不同的传感器接收信号,来自传感器21、24、43、44和55的信号。燃烧模块100基于所述信号控制ICE12的燃烧模式,这包括控制燃料喷射器28和火花塞30的操作。燃烧模块100可基于所述传感器信号确定各种不同的参数,这例如包括发动机载荷、发动机速度和发动机温度。发动机载荷可基于来自MAF传感器21的测量结果。发动机速度可基于来自发动机速度传感器44的测量结果。发动机温度可基于来自发动机温度传感器43的测量结果。所述参数也可包括其它合适的发动机和/或废气系统的参数。燃烧模块100可基于氧浓度和氧浓度阈值来控制ICE12的燃烧模式。
燃烧模块100可包括机油中燃料稀释模块102、总质量流速模块104、空燃比模块106、减速燃料切断抑制模块62和减速燃料切断使能模块108。机油中燃料稀释模块102被构造成确定每个气缸、每排气缸、和/或ICE12的全部气缸的总燃料蒸气流速                                                (或损失在曲轴箱内机油中的燃料的量)。这可基于来自传感器21、25、43、44的信号、节气门16的位置、供应到ICE12的燃料的量和正时、通过PCV阀40的燃料蒸气流速、和/或ICE12的进气门和排气门的状态来确定。
总质量流速模块104被构造成确定每个气缸、每排气缸、和/或ICE12的全部气缸的总质量(或气体)流速。这可基于来自传感器21、25、43、44的信号、节气门16的位置、供应到ICE12的燃料的量和正时、通过PCV阀40的燃料蒸气流速、和/或ICE12的进气门和排气门的状态来确定。总质量(或气体)流速对应所计量的与PCV流相关联的空气和燃料蒸气。尽管与减速燃料切断抑制模块62分开地示出,但是模块102、104、106中的一个或多个可包含在减速燃料切断抑制模块62内。
空燃比模块106确定燃料蒸气的理想配比的空燃比AFRstoich。作为示例,汽油燃料蒸气的理想配比的空燃比AFRstoich是14.7:1并且添加乙醇会降低理想配比的空燃比AFRstoich。纯乙醇具有的理想配比的空燃比AFRstoich是9:1。控制模块60和/或燃烧模块100可从传感器接收指示被供应到ICE12的燃料的乙醇浓度的信号或者基于氧传感器反馈对此进行估计。作为默认设置,控制模块60和/或燃烧模块100可基于可获得的市场燃料浓度使用预定的恒定浓度值。接收的和/或预定的浓度值此时可被用于确定理想配比的空燃比AFRstoich。空燃比模块106、减速燃料切断抑制模块62和/或减速燃料切断抑制模块62的反应气体流速模块112可确定空燃当量比(lamda),其等于当前的空燃比AFR除以理想配比的空燃比AFRstoich
减速燃料切断抑制模块62在某些条件期间通过产生抑制信号INH来抑制减速燃料切断,该信号被提供到减速燃料切断使能模块108。减速燃料切断使能模块108在某些条件期间基于该抑制信号INH使减速燃料切断成为可能(或激活减速燃料切断)。减速燃料切断使能模块108例如在抑制信号INH为高时临时地去激活减速燃料切断并且响应于抑制信号INH过渡到低而再激活减速燃料切断。
减速燃料切断抑制模块62可包括反应气体流速模块112、温度补偿模块114、稳态温度模块116、求和器118、催化剂温度模块120、和比较模块122。下面将参照图4进一步描述减速燃料切断抑制模块62、求和器118、模块112、114、116、120、122和减速燃料切断使能模块108。
本文公开的系统可使用多种方法来被操作,图4中示出了一种示例方法。在图4中,示出了减速燃料切断抑制方法(可被称为算法)。减速燃料切断抑制方法基于废气系统中的一个或多个催化剂的温度对燃料蒸气的效果进行建模,该燃料蒸气穿过气缸而不燃烧。尽管下面的任务主要是参照图1-4的实施方式描述的, 但是,这些任务可被简单地改进以适用于本公开的其它实施方式。这些任务可被迭代地执行。下面的任务可针对发动机的每排气缸和对应的催化剂来执行。例如,8气缸发动机可包括两排气缸,每排4个气缸。每一排可具有废气系统中的对应催化剂。
减速燃料切断抑制方法可开始于150。在152,传感器信号,例如由传感器21、24、25、43、44、55提供的传感器信号,在燃烧模块100处被接收。其它的传感器信号、条件信号、和/或参数信号也可被接收和/或确定。例如,节气门位置、进气门状态、排气门状态、火花正时、燃料正时、和/或其它的发动机和/或废气参数可被确定。也可确定发动机的加速度(或减速度)。
在154,减速燃料切断使能模块108确定是否存在使减速燃料切断成为可能的第一条件。例如,可在如下时候使减速燃料切断成为可能: ICE12的速度小于预定速度;ICE12的扭矩输出小于预定扭矩;发动机的加速度小于预定加速度;和/或ICE12上的载荷小于预定载荷。在156,如果所述第一条件被满足,就使减速燃料切断成为可能以使得到ICE12的一个或多个气缸的燃料的量被减少和/或该燃料被去激活。到所述一个或多个气缸的燃料的量被减少和/或该燃料被去激活的同时,到ICE12的一个或多个其它气缸的燃料的量保持不变和/或保持被激活。任务156,可被执行同时车辆处于接通(即,自上一次激活起没有通过例如点火钥匙和/或“按压启动”开关而被关闭)。
在158,总气体流速、总空气流速、理想配比的空燃比AFRstoich(和/或空燃当量比)、和总燃料蒸气流速通过模块102、104、106、110和/或112被确定和/或估计。可为ICE12的每排气缸确定这些值。总气体流速、总燃料蒸气流速和理想配比的空燃比AFRstoich可被如上地确定。空燃当量比等于当前空燃比AFR除以理想配比的空燃比AFRstoich。当前空燃比AFR等于总空气流速除以总燃料流速(或总燃料蒸气流速,因为燃料被禁止)。机油中燃料稀释模块102基于,例如,来自传感器21、25、43、44的信号、歧管空气压力(MAP)、发动机温度(例如,发动机机油温度Toil)、节气门16的位置、通过PCV阀40的燃料蒸气流速、和/或ICE12的进气门和排气门的状态确定通过气缸、气缸排、和/或到达ETS52的催化剂的总燃料蒸气流速。MAP可被用于估计PCV流速。发动机温度可被用于估计蒸发速度。可基于和/或根据PCV流速和蒸发速度来确定总燃料蒸气流速
反应气体流速模块112可确定总空气流速。可基于总气体流速和总燃料蒸气流速来确定总空气流速
在160,反应气体流速模块112确定总燃料蒸气流速是否大于总空气流速除以理想配比的空燃比AFRstoich(即,是否)。作为替换并且如果空燃当量比被使用,那么反应气体流速模块112可确定空燃当量比是否小于1(如果小于1,则AFR为富)。这些比较指示AFR是否为富并且被用于限制燃料蒸气的计算不超过与所提供的反应物(空气)的理想配比。因此,总燃料流速(或总燃料蒸气流速)可被线性地增加直到空燃当量比等于1并且此后可被维持在恒定值同时空燃当量比小于或等于1。该恒定值可以是被建模的值和/或预定的值。
在162,如果任务160的结果为假,那么反应气体流速模块112设置反应气体流速等于总燃料蒸气流速(即,)。
在164,如果任务160的结果为真,那么反应气体流速模块112设置反应气体流速等于总空气流速除以理想配比的空燃比AFRstoich(即,)。这限制反应气体流速为理想配比和/或最大预定反应气体流速。当流到催化剂的燃料蒸气的量增加时,所产生的热的量也增加。该热的量增加到极限。该极限是基于该燃料蒸气的理想配比的比值。所产生的热的量是反应气体流速的函数。通过使用表来表达这种关系以提供温度补偿Toff
在166,温度补偿模块114确定温度补偿Toff。基于反应气体流速确定该温度补偿Toff。温度补偿模块114可存储和/或访问表167。该表167可将温度补偿值与反应气体流速值相关联。当反应气体流速值增加时,温度补偿值也增加。
在168,稳态温度模块116估计催化剂(例如,催化剂53)的稳态温度Tcatss。稳态温度模块116可基于所接收的传感器信号、发动机速度、发动机输出扭矩、发动机载荷、空燃当量比、火花正时、燃料正时、和/或其它的发动机和废气系统的参数来估计催化剂的稳态温度Tcatss。稳态温度Tcatss可以是基于所接收的传感器信号、发动机速度、发动机输出扭矩、发动机载荷、空燃当量比、火花正时、燃料正时、和/或其它的发动机和废气系统的参数确定的目标温度。可基于ICE12、ETS52和催化剂的一个或多个预定的模型确定催化剂的稳态温度Tcatss。所述模型可包括用于确定稳态温度Tcatss的预定方程和/或表。所述表可包括对应上述参数的预定温度。
在170,求和器118对温度补偿Toff和稳态温度Tcatss求和以提供和值SUM。这根据反应气体流速补偿稳态温度Tcatss
在172,催化剂温度模块120作为滤波器执行功能并将该和值转换为催化剂的被建模温度Tcatmod。基于该催化剂的预定模型估计被建模温度Tcatmod。该催化剂的预定模型可包括用于确定被建模温度Tcatmod的预定方程和/或表。该催化剂的模型可基于该催化剂的进口气体温度和/或压力、该催化剂的出口气体温度和/或压力、和环境温度。被建模温度Tcatmod是该催化剂的被更新的实际温度并且以比稳态温度Tcatss更慢的速度变化。这是因为该催化剂的实际温度以比对ICE12的参数的调节更慢的速度变化。为了清楚说明,带有质量的物体的温度不可能瞬时改变。因为催化剂具有质量,所以它接近“稳态目标温度”,但是因为实际的稳态条件在发动机操作中很少存在,所以被建模温度Tcatmod很少达到稳态温度。
在174,比较模块122比较被建模温度Tcatmod与预定阈值Tthr。如果被建模温度Tcatmod大于预定阈值Tthr,那么比较模块122就将抑制信号INH设置为高(或第一状态)并且在176抑制减速燃料切断。如果被建模温度Tcatmod小于或等于预定阈值Tthr,那么比较模块122就将抑制信号INH设置为低(或第二状态)并且此时执行任务152。结果,被建模温度Tcatmod可以可标定的速度增加直到达到了该催化剂的最大安全操作温度(例如,小于或等于预定阈值Tthr的温度或者在预定阈值Tthr的预定范围内的温度)。此时,气缸可被重新使能以保护催化剂。气缸的重新使能使在气缸内燃烧燃料蒸气成为可能并且减少了穿过并到达催化剂的未燃烧燃料蒸气的量,这降低了催化剂的温度。如果在被建模温度Tcatmod降低到小于或等于最大安全操作温度的温度时要求减速燃料切断,那么减速燃料切断可再被重新激活以在156减少或去激活到一个或多个气缸的燃料。
接着任务176,可执行任务178。在178,像在152一样传感器信号可被接收并且参数可被确定。任务158可接着任务178被执行。
上述的任务仅作为说明性示例;这些任务可顺序地、同步地、同时地、连续地、在交叠的时间长度中或者以不同的顺序被执行,这取决于应用。而且,任何任务可以不被执行或被跳过,这取决于实施方式和/或事件的顺序。
上面描述的实施方式通过催化剂的温度模型解释并模拟了未燃烧的空/燃混合物的效果。这些实施方式还解释了与燃料蒸气相关联的理想配比并限制了反应气体流速。结果,反应气体流速的确定符合与催化剂相关联的物理学。当接近理想配比时(在给定的空气流,即,燃料流增加),催化剂中的热产生达到稳定阶段或不再增加。当被建模(滤波后)的催化剂温度达到与催化剂损坏潜在地相关联的预定阈值时,减速燃料切断被禁止。
这些实施方式通过基于催化剂的实际温度临时地抑制减速燃料切断而不是完全阻止减速燃料切断被激活而最大化了使减速燃料切断成为可能的时间量。就其本身而言,减速燃料切断通常不升高催化剂的温度。当较多燃料蒸气存在时提供禁止减速燃料切断。这种方法的优点是当燃料蒸气短时间存在时允许减速燃料切断。以这种方式,在长时间减速条件下禁止减速燃料切断。这是因为催化剂不能处理在这些条件期间的长时间的反应和相关的温度增加。
抑制减速燃料切断允许燃料蒸气在气缸(或燃烧室)内的点燃,这减少了在废气系统中产生的热的量。相关联的能量被应用到产生发动机中的扭矩而不是产生催化剂中的热。这能将该催化剂的温度减少到在减速燃料切断激活之前存在的温度。此时,可重新激活减速燃料切断。
使用所提供的算法,该催化剂的温度模型被用于估计在减速燃料切断模式和/或燃料被禁止的任何模式期间的由PCV系统提供的燃料蒸气的效果。临时地禁止减速燃料切断在燃料蒸气存在于废气系统中时提供了短持续时间的减速燃料切断事件。除非超过了温度阈值Tthr,否则减速燃料切断不被禁止,这允许了最大量地使用减速燃料切断以改善燃料经济性。
前面的描述本质上仅仅是说明性的,并非用于限定本发明、其应用或使用。本公开的概括教导可以不同的形式实施。因此,虽然本公开包括了特定示例,但是本公开的真实范围不应该被如此限制,因为其它的改变将在研究了附图、说明书和下面的权利要求之后而显而易见。当在本文中被使用时,短语A、B和C中的至少一个应该被理解为表示使用非排他性逻辑或的逻辑(A或B或C)。应该理解的是,方法中的一个或多个步骤可在不改变本公开的原理的情况下以不同的顺序(或同时)被执行。
在本申请中,包括下面的定义在内,术语模块可由术语电路代替。术语模块可指的是下列各项、作为其一部分、或包括下列各项:专用集成电路(ASIC),数字、模拟、或混合模拟/数字离散电路,数字、模拟、或混合模拟/数字集成电路,组合逻辑电路,现场可编程门阵列(FPGA),执行代码的处理器(共享的、专用的或集群的),存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的、或集群的),提供所描述功能的其它合适的硬件部件;或上面各项的一些或全部的组合,例如片上系统。
上面使用的术语代码可包括软件、固件、和/或微代码,并且可指的是程序、例程、函数、类、和/或对象。术语共享的处理器包括执行来自多个模块的代码的一些或全部的单个处理器。术语集群的处理器包括处理器,该处理器与另外的处理器组合来执行来自一个或多个模块的代码的一些或全部。术语共享的存储器包括存储来自多个模块的代码的一些或全部的单个存储器。术语集群的存储器包括存储器,该存储器与另外的存储器组合来存储来自一个或多个模块的代码的一些或全部。术语存储器可以是术语计算机可读介质的子组。术语计算机可读介质不包括通过介质传播的瞬时电信号和电磁信号,并且因此可被认为是有形的且非瞬态的。非瞬态有形计算机可读介质的非限定性示例是非易失内存、易失内存、磁存储器、和光存储器。
本申请描述的装置和方法可通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序部分地或全部实施。计算机程序包括存储在至少一个非瞬态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可包括和/或依赖所存储的数据。

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本申请涉及用于抑制减速燃料切断的系统和方法。系统包括减速燃料切断模块。减速燃料切断模块被构造成以减速燃料切断模式运行从而去激活到发动机的气缸的燃料。第一流速模块被构造成确定反应气体流速。补偿模块被构造成基于该反应气体流速确定温度补偿值。第一温度模块被构造成估计所述发动机的废气系统的催化剂的第一温度。求和器被构造成对所述温度补偿值和所述第一温度求和以产生和值。第二温度模块被构造成基于所述和值估计所述。

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