CN102128097B - 柴油燃料替代物检测和校正系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及柴油燃料替代物检测和校正系统和方法。一种用于车辆的燃料控制系统包括燃料控制模块、热释放确定模块和检测模块。所述燃料控制模块将燃料提供到柴油发动机的气缸,以用于在所述气缸内燃烧。所述热释放确定模块在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力来确定热释放值。当所述热释放值小于预定热释放值时,所述检测模块选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物。所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值。
Description
技术领域
本发明涉及内燃发动机,并且更具体地涉及发动机控制系统。
背景技术
这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作,以及本描述的在申请时可能不构成现有技术的各方面,既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。
空气通过进气歧管被吸入到发动机中。节气门控制进入发动机的空气流量。空气与一个或多个燃料喷射器提供的燃料混合,从而形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或多个气缸内燃烧。在柴油发动机系统中,通过将燃料喷射到气缸中来引发燃烧。更具体地说,由压缩产生的热点燃所喷射的燃料。
空气/燃料混合物的燃烧产生驱动扭矩。更具体地说,驱动扭矩通过在空气/燃料混合物的燃烧期间发生的热释放和膨胀来产生。扭矩通过发动机的曲轴经由传动系传递到一个或多个车轮,从而推进车辆。废气从气缸排出到排气系统。
发动机控制模块(ECM)基于期望的扭矩来控制发动机的扭矩输出。期望的扭矩可以基于驾驶员输入,例如加速器踏板位置、制动器踏板位置、巡航控制输入和/或其它适当的驾驶员输入。期望的扭矩还可以基于由诸如变速器控制系统、混合控制系统和/或底盘控制系统之类的其它车辆系统请求的扭矩。
发明内容
一种用于车辆的燃料控制系统包括燃料控制模块、热释放确定模块和检测模块。所述燃料控制模块将燃料提供到柴油发动机的气缸,以用于在所述气缸内燃烧。所述热释放确定模块在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力来确定热释放值。当所述热释放值小于预定热释放值时,所述检测模块选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物。所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值。
一种用于车辆的燃料控制方法包括:将燃料提供到柴油发动机的气缸,以用于在所述气缸内燃烧;在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力来确定热释放值;以及当所述热释放值小于预定热释放值时,选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物。所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值。
在其它特征中,上面描述的系统和方法由一个或多个处理器执行的计算机程序来实现。所述计算机程序可以位于有形的计算机可读介质上,例如但不限于存储器、非易失性数据存储介质和/或其它适当的有形存储介质。
本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解的是,该详细描述和具体示例仅用于说明目的,而并非旨在限制本发明的范围。
本发明还提供如下方案:
方案1、一种用于车辆的燃料控制系统,其包括:
燃料控制模块,所述燃料控制模块将燃料提供到柴油发动机的气缸以便在所述气缸内燃烧;
热释放确定模块,所述热释放确定模块在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力确定热释放值;以及
检测模块,所述检测模块在所述热释放值小于预定热释放值时选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物,
其中,所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值。
方案2、根据方案1所述的燃料控制系统,其特征在于,当在预定时段内所述热释放值小于所述预定热释放值时,所述检测模块指示所述燃料为所述柴油燃料替代物。
方案3、根据方案1所述的燃料控制系统,其特征在于,其还包括:
燃料目标模块,所述燃料目标模块确定将向接收由所述柴油发动机输出的排气的排气系统提供的柴油燃料的目标量;
燃料校正模块,所述燃料校正模块确定所述目标量的校正;
调节模块,所述调节模块基于所述校正选择性地增加所述目标量;以及
喷射器控制模块,所述喷射器控制模块将所增加的目标量的所述燃料提供到所述排气系统。
方案4、根据方案3所述的燃料控制系统,其特征在于,所述排气温度控制模块在所述气缸的排气冲程期间将所增加的目标量的所述燃料提供到所述气缸。
方案5、根据方案3所述的燃料控制系统,其特征在于,所述排气温度控制模块使用喷射所述燃料的后燃烧燃料喷射器在柴油氧化催化剂的上游位置处将所增加的目标量提供到所述排气系统中。
方案6、根据方案3所述的燃料控制系统,其特征在于,所述燃料校正模块基于所述热释放值和所述第二预定热释放值之差来确定所述校正。
方案7、根据方案1所述的燃料控制系统,其特征在于,所述柴油燃料替代物为生物柴油燃料。
方案8、一种用于车辆的燃料控制方法,其特征在于,其包括:
将燃料提供到柴油发动机的气缸以便在所述气缸内燃烧;
在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力来确定热释放值;以及
在所述热释放值小于预定热释放值时选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物,
其中,所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值。
方案9、根据方案8所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:当在预定时段内所述热释放值小于所述预定热释放值时,指示所述燃料为所述柴油燃料替代物。
方案10、根据方案8所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:
确定将向接收由所述柴油发动机输出的排气的排气系统提供的柴油燃料的目标量;
确定所述目标量的校正;
基于所述校正选择性地增加所述目标量;以及
将所增加的目标量的所述燃料提供到所述排气系统。
方案11、根据方案10所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:在所述气缸的排气冲程期间将所述所增加的目标量的所述燃料提供到所述气缸。
方案12、根据方案10所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:使用喷射所述燃料的后燃烧燃料喷射器在柴油氧化催化剂的上游位置处将所述所增加的目标量提供到所述排气系统中。
方案13、根据方案10所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:基于所述热释放值和所述第二预定热释放值之差来确定所述校正。
方案14、根据方案8所述的燃料控制方法,其特征在于,所述柴油燃料替代物为生物柴油燃料。
附图说明
通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明,在附图中:
图1是根据本发明原理的示例性柴油发动机系统的功能框图;
图2是根据本发明原理的示例性燃料控制模块的功能框图;
图3是根据本发明原理的示例性排气控制模块的功能框图;
图4是示出根据本发明原理的检测柴油燃料替代物的示例性方法的流程图;以及
图5是示出根据本发明原理的控制后燃烧燃料供给的示例性方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见,在附图中将使用相同的附图标记标识相似的元件。如这里所使用的,短语A、B和C中的至少一个应当被解释为使用非排他逻辑或的逻辑(A或B或C)。应当理解的是,在不改变本发明的原理的情况下,可以以不同的顺序执行方法内的步骤。
如这里所使用的,术语模块指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件程序或固件程序的处理器(共用的、专用的、或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述功能的其它适合组件。
柴油内燃发动机燃烧空气和燃料的混合物,从而产生驱动扭矩。燃料可以包括传统的柴油燃料(还称作石油柴油)和/或一种或多种柴油燃料替代物。仅举例,柴油燃料替代物可以包括生物柴油燃料、生物质液化(BTL)柴油燃料、气体液化(GTL)柴油燃料和/或传统柴油燃料的其它替代物。然而,与传统的柴油燃料相比,柴油燃料替代物通常具有更低的能量含量。仅举例,与传统的柴油燃料相比,柴油燃料替代物可能具有更低的燃烧热。
控制模块向柴油发动机的气缸供给燃料,以用于燃烧。控制模块在燃料的燃烧期间监视气缸内的压力,并基于气缸压力确定热释放值。本发明的控制模块基于热释放值检测燃料是否为柴油燃料替代物。仅举例,当在预定时段内热释放值小于预定值时,控制模块可以确定出燃料为柴油燃料替代物。
由柴油发动机内的燃烧产生的排气排放到排气系统。排气系统包括柴油氧化催化剂(DOC)和柴油微粒过滤器(DPF)。在一些情况下,例如对于DPF的再生,燃料还被供给到排气系统。仅举例,燃料可以在气缸的排气冲程期间喷射到气缸中,和/或在DOC的上游位置处直接喷射到排气系统中。DOC将燃料的烃氧化,烃氧化产生热,并且热通过排气的流动引导到DPF的下游。
然而,柴油替代物的较低能量含量会妨碍DPF再生的完成。未完成的DPF再生会导致再生频率提高(即,下一个再生事件会比再生完成时的被更快地引起),这会降低燃料经济性(因为燃料将更频繁地供给到排气系统)并缩短DPF的寿命。
本发明的控制模块确定待被供给到排气系统以便DPF再生的燃料的目标量。当燃料已经被确定为是柴油燃料替代物时,控制模块确定目标量的燃料校正,并基于燃料校正增加目标量。控制模块基于增加的目标量将燃料供给到排气系统。基于增加的目标量来供给用于DPF再生的燃料可以允许DPF再生完成,而不管柴油燃料替代物的较低能量含量。
现在参照图1,给出了示例性柴油发动机系统100的功能框图。柴油发动机系统100包括柴油发动机102,柴油发动机102燃烧空气和燃料的混合物,从而产生驱动扭矩。燃料可以包括传统的柴油燃料和/或一种或多种柴油燃料替代物,例如生物柴油燃料、BTL 柴油燃料、GTL柴油燃料和/或其它柴油燃料替代物。一个或多个马达发电机单元(未示出)还可以与柴油发动机系统100一起实施。
空气通过节气门106被吸入到进气歧管104中。节气门致动器模块108控制节气门106的开度,并因此控制进入发动机102的空气流量。节气门致动器模块108可以包括例如电子节气门控制器(ETC)。
来自进气歧管104的空气被吸入到发动机102的一个或多个气缸中。虽然发动机102可以包括多个气缸,但是为了例示目的,仅示出单个代表性气缸110。发动机102可以包括一个或多个气缸。来自进气歧管104的空气通过相关联的进气门112被吸入到气缸110中。多个一个的进气门可以与气缸110相关联。
发动机102可使用四冲程燃烧循环运行。下面结合气缸110的燃烧循环描述的四个冲程可以被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程(还被称为膨胀冲程)和排气冲程。在曲轴114的每一次旋转期间,在气缸110内发生所述四个冲程中的两个。因此,对于气缸110来说为了经历一个燃烧循环的全部四个冲程,曲轴114的两次旋转(即,720°)会是必要的。
在进气冲程期间,曲轴114朝向最下位置降低气缸110内的活塞(未示出)。最下位置可以被称为下止点(BDC)位置。活塞的降低将空气吸入到气缸110中。在活塞到达BDC位置之后,压缩冲程开始。在压缩冲程期间,活塞移向最高位置,并压缩气缸110内的空气。最高位置可以被称为上止点(TDC)位置。气缸110内的空气的压缩产生热。
由气缸110内的空气的压缩产生的热可以在燃料被喷射到气缸110中时引发燃料的燃烧。发动机控制模块(ECM)130控制通过燃料喷射器116喷射到气缸110中的燃料的量(例如,质量)。仅举例,ECM 130可以控制将燃料喷射器116保持在完全打开位置的时间段,其可以被称为喷射脉冲宽度。ECM 130可以改变脉冲宽度以控制喷射到气缸110中的燃料的量。一个以上的燃料喷射器可以与气缸110相关联。
ECM 130可以控制当燃料被喷射到气缸110中时相对于例如TDC位置或BDC位置的时间。在燃烧冲程期间,燃料的燃烧朝向BDC驱动活塞。燃料的燃烧驱动曲轴114的旋转并产生驱动扭矩。
在活塞到达BDC位置之后,排气冲程开始,曲轴114朝向TDC位置驱动活塞。活塞通过相关联的排气门120排出燃烧的副产物。一个以上的排气门可以与气缸110相关联。燃烧的副产物从气缸110排放到排气系统122。
进气门112由进气凸轮轴124控制,排气门120由排气凸轮轴126控制。在其它实施方案中,多个进气凸轮轴可以控制每个气缸的多个进气门,和/或可以控制多个气缸组的进气门。类似地,多个排气凸轮轴可以控制每个气缸的多个排气门,和/或可以控制多个气缸组的排气门。
进气凸轮相位器128控制进气凸轮轴124,并因此控制进气门112的开度(例如,升程、正时和持续时间)。类似地,排气凸轮相位器132控制排气凸轮轴126,并因此控制排气门120的开度(例如,升程、正时和持续时间)。进气门112和排气门120的打开的正时可以指定为与例如TDC位置或BDC位置相关。相位器致动器模块133基于来自ECM 130的信号来控制进气凸轮相位器128和排气凸轮相位器132。
柴油发动机系统100还可以包括向进气歧管104提供加压空气的增压装置。仅举例,在图1中示出的柴油发动机系统100包括涡轮增压器134。涡轮增压器134由流经排气系统122的排气驱动,并向进气歧管104提供加压空气充气。涡轮增压器134可以包括可变几何涡轮增压器(VGT)、可变喷嘴涡轮增压器(VNT)或其它适当类型的涡轮增压器。其它发动机系统还可以包括一个以上的涡轮增压器和/或其它类型的增压装置(例如,增压机)。
废气门136可以选择性地使得排气旁路通过涡轮增压器134,由此减小涡轮增压器的输出(或增压)。增压致动器模块138可以基于来自ECM 130的信号来控制涡轮增压器134的增压。增压致动器模块138可以通过例如控制废气门136的位置和/或涡轮增压器134自身(例如,叶片位置)来控制涡轮增压器134的增压。
柴油发动机系统100还可以包括废气再循环(EGR)阀140,其选择性地将废气再导引回进气歧管104。EGR致动器模块142基于来自ECM 130的信号来控制EGR阀140的开度。可以调节EGR开度以调节一个或多个燃烧参数和/或以调节涡轮增压器134的增压。
未被导引回进气歧管104的排气可以通过涡轮增压器134/废气门136流至柴油氧化催化剂(DOC)150。DOC 150选择性地氧化穿过DOC 150的烃。排气可以从DOC 150流到选择性催化还原(SCR)催化剂152。在一些实施方案中,SCR催化剂152可以与公共壳体156内的柴油微粒过滤器(DPF)154一起实施。SCR催化剂152可以吸收氨,并催化氨和氧化氮(NOx)之间的反应。
当排气流经DPF 154时,DPF 154可以过滤来自排气的微粒。从排气过滤的微粒可以随时间累积在DPF 154内。可以通过称为再生的过程从DPF 154中清理(例如,燃烧)DPF 154内的微粒。
可以执行DPF再生,并且微粒可以在大于燃烧温度的温度例如600-850℃燃烧。用于DPF再生的热可以由DOC 150提供。更具体地说,DOC 150的烃氧化产生通过排气的流动向下游导引到DPF 154的热。
ECM 130可以控制向DOC 150提供用于DPF再生的烃。更具体地说,喷射的燃料可以提供用于DPF再生的烃,ECM 130可以控制为DPF再生提供的燃料的量。为DPF再生提供的燃料可以被称为后燃烧燃料供给,因为其是在燃烧之后喷射到气缸110中或者进入发动机102的下游的排气系统122。
仅举例,ECM 130可以在气缸110的排气冲程期间经由燃料喷射器116将燃料喷射到气缸110中。在排气冲程期间喷射的燃料从气缸110排放到排气系统122,以由DOC 150进行烃氧化。
仅举另一例,燃料可以在DOC 150的上游的位置处直接喷射到排气系统122中。仅举例,后燃烧燃料喷射器160可以位于DOC 150的进口附近。ECM 130可以控制由后燃烧燃料喷射器160喷射的用于DPF再生的燃料的量。
ECM 130基于驾驶员输入和其它输入调节发动机102的扭矩输出。驾驶员输入可以包括例如加速器踏板位置、制动器踏板位置、巡航控制输入和/或其它适当的驾驶员输入。驾驶员输入模块162可以将驾驶员输入提供到ECM 130。其它输入(未示出)可以包括来自例如一个或多个传感器和/或诸如变速器控制模块、混合控制模块和底盘控制模块的一个或多个车辆控制模块(未示出)的输入。
ECM 130接收来自曲轴传感器164的曲轴位置信号。曲轴传感器164基于曲轴114的位置产生曲轴位置信号。仅举例,曲轴传感器164可以包括可变磁阻(VR)传感器或其它适当类型的曲轴传感器。曲轴位置信号可以包括脉冲串。脉冲串的每个脉冲可以在随曲轴114旋转的N个齿的轮(未示出)的齿穿过VR传感器时产生。因此,每个脉冲对应于曲轴114的角旋转,量等于360°除以N个齿。N个齿的轮还可以包括一个或多个缺失的齿的间隙,该间隙可以用作为曲轴114的一个完整旋转的指示标记。
曲轴位置信号可以用于确定曲轴114以每分钟转(rpm)的旋转速度(即,发动机速度)。仅举例,可以基于脉冲串的脉冲之间的时间段来确定发动机速度。ECM 130还接收来自气缸压力传感器166的气缸压力信号。气缸压力传感器166测量气缸110内的压力,并相应地产生气缸压力信号。
在具有一个以上的气缸的一些发动机系统中,可提供仅仅单个气缸压力传感器166。在其它发动机系统中,可以提供如同气缸压力传感器166的一个或多个气缸压力传感器。仅举例,可以为每个气缸提供一个气缸压力传感器。ECM 130还可以接收来自其它传感器例如发动机冷却剂温度传感器、歧管绝对压力(MAP)传感器、质量空气流量(MAF)传感器、节气门位置传感器、进气空气温度(IAT)传感器和/或其它适当传感器的信号。
本发明的ECM 130包括燃料控制模块170,后者向气缸110提供用于燃烧的燃料。燃料控制模块170监测在燃料的燃烧期间测量到的气缸压力,并基于气缸压力确定燃料的热释放值。
燃料控制模块170基于热释放值和柴油燃料替代物的预定热释放值的比较来确定燃料是否为柴油燃料替代物(例如,生物柴油)。当燃料为柴油燃料替代物时,可以增加为DPF再生提供的后喷射燃料的量,以补偿柴油燃料替代物的较低的能量含量。
现在参照图2,给出了燃料控制模块170的示例性实施方案的功能框图。燃料控制模块170可以包括目标扭矩模块202、燃料确定模块204和喷射器控制模块206。燃料控制模块170还可以包括热释放确定模块210、检测模块212和计时器模块214。
目标扭矩模块202可以确定目标发动机扭矩,并将目标发动机扭矩提供给燃料确定模块204。目标扭矩模块202可以基于驾驶员输入、由各种车辆系统请求的扭矩、运行参数和/或其它适当的参数来确定目标发动机扭矩。
燃料确定模块204可以基于目标发动机扭矩来确定用于在气缸110内燃烧的燃料的目标量(例如,质量)。燃料确定模块204可以例如根据由目标发动机扭矩索引的目标燃料量的映射来确定目标量的燃料。
喷射器控制模块206将目标量的燃料提供到气缸110,以用于在气缸110内燃烧。换言之,喷射器控制模块206控制燃料喷射器116的开度,从而将目标量的燃料提供到气缸110。喷射器控制模块206可以通过控制例如将燃料喷射器116保持在完全打开位置的时间段(即,燃料喷射脉冲宽度)来控制所提供的燃料的量。喷射器控制模块206可以基于曲轴位置确定何时将燃料提供到气缸110以便燃烧。
热释放确定模块210可以在燃料的燃烧期间监测由气缸压力传感器166测量的气缸压力。热释放确定模块210可以在燃烧期间基于当曲轴114位于一个或多个曲轴位置时的气缸压力来确定热释放值。
仅举例,热释放确定模块210可以在燃烧期间确定每个曲轴位置的热释放速率。热释放确定模块210可以基于曲轴位置、曲轴位置处的气缸压力、燃料开始燃烧时(其中,气缸110处于预定点火顺序)的曲轴位置以及其它适当的参数来确定对于给定曲轴位置的热释放速率。热释放速率的单位可以为例如J/曲轴角度(CAD)。
热释放确定模块210可以另外地或可选地确定所燃烧的燃料的总热释放。仅举例,热释放确定模块210可以将每个热释放速率分别乘以预定的CAD(例如,1 CAD)来确定热释放,单位为J。热释放确定模块210可以确定热释放的最大值和最小值,并可以基于最大热释放和最小热释放之差来确定总热释放。
热释放确定模块210可以另外地或可选地将在燃烧期间所燃烧的燃料的平均热释放速率确定为热释放速率的平均值。该平均值可以基于在燃烧期间热释放速率的总和与在确定该总和时使用的热释放速率的数量的商来确定。
热释放确定模块210可以另外地或可选地基于平均热释放速率和燃烧发生期间的CAD的数量来确定所燃烧的燃料的热释放参数。仅举例,热释放确定模块210可以基于平均热释放和CAD的数量的乘积来确定热释放参数(例如,J)。
热释放确定模块210可以另外地或可选地基于所燃烧的燃料的量以及热释放参数和总热释放两者中的一者来确定所燃烧的燃料的热值。仅举例,热释放确定模块210可以基于热释放参数与所燃烧的燃料的量的商或者总热释放与所燃烧的燃料的量的商来确定热值(例如,J/g)。在各种实施方案中,预定的CAD时的热释放速率、总热释放、平均热释放速率、热释放参数或热值可以用作为热释放值。
检测模块212接收来自热释放确定模块210的热释放值,并可以基于热释放值来确定燃料是否为柴油燃料替代物。换言之,检测模块212确定燃料是否为传统的柴油燃料(即,石油柴油)或柴油燃料的替代物。
当热释放值小于与柴油燃料替代物相关联的预定热释放值时,检测模块212选择性地确定燃料为柴油燃料替代物。该预定热释放值小于与柴油燃料相关联的另一预定热释放值。仅举例,当热释放值为热值时,预定热释放值可以为大约45,000J/g。
当热释放值小于预定热释放值时,检测模块212可以增加计时器模块214中的计时器。在例如车辆起动(例如,接通)后的第一时间内使计时器增量之前,检测模块212还可以将计时器重设为预定的重设值。
检测模块212可以监测计时器,并可在计时器大于预定时段时确定燃料为柴油燃料替代物。以这种方式,检测模块212可以在预定时段内热释放值小于预定热释放值时确定燃料为柴油燃料替代物。仅举例,所述预定时段可以为大约30秒。
检测模块212产生指示燃料是否为柴油燃料替代物的柴油替代物信号。仅举例,当燃料为柴油替代物燃料时,检测模块212可以将柴油替代物信号设为活动状态(例如,5V)。否则,柴油替代物信号可以保持在不活动状态(例如,0V)。
在各种实施方案中,例如在没有后燃烧燃料喷射器160的车辆系统中,燃料控制模块170还可以包括再生模块220、后燃烧燃料目标模块222、校正模块224和调节模块226。在其它实施方案中,例如在具有后燃烧燃料喷射器160的一些车辆系统中,再生模块220、后燃烧燃料目标模块222、校正模块224和调节模块226可以在如在图3的示例性实施例中所示的排气控制模块290内实施。
再生模块220可以确定DPF 154的再生事件的目标温度。仅举例,该目标温度可以为预定温度,并且对于在提供柴油燃料时的再生事件,该预定温度可以为大约600-850℃。
再生模块220可以基于例如DPF 154内的微粒的量(例如,质量)来确定何时引发再生事件。DPF 154内的微粒的量可以被称为加载。仅举例,当DPF 154内的微粒的量大于预定的量时,再生模块220可以引发再生事件。
后燃烧燃料目标模块222基于目标温度确定用于后燃烧喷射的燃料(目标后燃烧燃料)的目标量(例如,质量)。仅举例,后燃烧燃料目标模块222可以基于由目标温度索引的目标量的映射来确定目标量。
然而,当燃料为柴油燃料替代物时,如果仅喷射了目标量的后燃烧燃料,则柴油燃料替代物的较低能量含量会阻碍达到目标温度。另外,由柴油燃料替代物的燃烧产生的微粒物质会在比由柴油燃料的燃烧产生的微粒物质的燃烧温度更高的温度下燃烧。
校正模块224接收柴油替代物信号,并确定后燃烧燃料校正。校正模块224可以基于燃料的热释放值和与柴油燃料相关联的预定热释放值之差来确定后燃烧燃料校正。
仅举例,后燃烧燃料校正可以包括大于或等于1.0的值。当燃料为柴油燃料时,后燃烧燃料校正可以为大约1.0,当燃料为柴油燃料替代物时,后燃烧燃料校正可以大于1.0。仅举例,后燃烧燃料校正可以随着燃料的热释放值和与柴油燃料相关联的预定热释放值之差的增大而增大。在其它实施方案中,当燃料为柴油燃料替代物时,后燃烧燃料校正可以包括大于1.0的预定校正。
校正模块224还可以确定目标温度的温度校正。校正模块224可以基于燃料的热释放值和与柴油燃料相关联的预定热释放值之差来确定温度校正。
仅举例,温度校正可以是大于或等于1.0的值。当燃料为柴油燃料时,温度校正可以为大约1.0,当燃料为柴油燃料替代物时,温度校正可以大于1.0。仅举例,温度校正可以随着燃料的热释放值和柴油燃料的预定热释放值之差的增大而增大。
校正模块224可以将温度校正提供到再生模块220,并可以将后燃烧燃料校正提供到调节模块226。在各种实施方案中,再生模块220可以在将目标温度输出到后燃烧燃料目标模块222之前调节目标温度。仅举例,再生模块220可以通过将目标温度乘以温度校正来调节目标温度。以这种方式,当检测到柴油燃料替代物时,再生模块220可以增加目标温度。在各种实施方案中,再生模块220还可以基于温度校正来降低较低的目标温度。
调节模块226可以基于目标量和后燃烧燃料校正来确定用于后燃烧燃料供给的燃料的调节后的目标量(例如,质量)。仅举例,调节模块226可以基于目标量和后燃烧燃料校正的乘积来确定调节后的目标量。以这种方式,调节模块226在检测到柴油燃料替代物时增加目标量以补偿柴油燃料替代物的较低能量含量。
调节模块226将调节后的目标量提供到喷射器控制模块206。当提供的燃料将从气缸110排出到排气系统122时,喷射器控制模块206基于调节后的目标量选择性地将燃料提供到气缸110。仅举例,喷射器控制模块206可以在气缸110的排气冲程期间提供燃料。以这种方式,喷射器控制模块206基于调节后的目标量提供用于DPF再生的燃料。
现在参照图3,给出了排气控制模块290的示例性实施方案的功能框图。在包括后燃烧燃料喷射器160的车辆中,调节模块226可以将调节后的目标量提供到后燃烧喷射器控制模块302。后燃烧喷射器控制模块302基于调节后的目标量经由后燃烧燃料喷射器160将燃料提供到排气系统(更具体地说,提供到DOC 150)。
尽管在图2和图3中示出了校正模块224,但是在图2中确定的后燃烧燃料校正可以与在图3中确定的后燃烧燃料校正不同。该不同可以归因于与在不同位置处喷射后燃烧燃料相关的物理现象。换言之,当将后燃烧燃料喷射到气缸110中并排出到排气系统122时的后燃烧燃料校正会与当将后燃烧燃料直接喷射到DOC 150上游的排气系统122中时的后燃烧燃料校正不同。
现在参照图4,给出了示出示例性方法400的流程图。控制可以开始于402,在402中,控制将燃料提供到气缸110,以用于燃烧。在406中,控制在燃烧期间监测由气缸压力传感器166测量的气缸压力。
在410中,控制确定所提供的燃料的热释放值。在412中,控制确定热释放值是否小于与柴油燃料替代物相关联的预定值。如果是,控制在414中使计时器增量,并前进到418;如果否,则控制结束。柴油燃料替代物的预定值小于与柴油燃料相关联的预定热释放值。
在418中,控制确定计时器是否大于预定时段。如果是,则控制在422中指示所提供的燃料为柴油燃料替代物并且控制可结束;如果否,则控制可以结束。仅举例,预定时段可以为大约30s。以这种方式,当至少在预定时段内热释放值小于与柴油燃料替代物相关联的预定值时,控制可以确定所提供的燃料为柴油燃料替代物。
现在参照图5,给出了示出示例性方法500的流程图。控制可以开始于502,在502中,控制确定用于后燃烧燃料供给的目标量。仅举例,控制可以基于用于DPF再生的目标温度来确定目标量。
在506中,控制确定是否已经检测到柴油燃料替代物。如果是,则控制前进到510;如果否,则控制在514中提供目标后燃烧燃料量,并且控制结束。以这种方式,当未检测到柴油燃料替代物时,控制提供目标后燃烧燃料量。
控制在510中确定后燃烧燃料校正。控制可以基于热释放值与柴油燃料的预定热释放值之差来确定后燃烧燃料校正。仅举例,后燃烧燃料校正可以随着燃料的热释放值与柴油燃料的预定热释放值之差的增大而增大(大于1.0)。
控制在518中基于后燃烧燃料校正来增加目标后燃烧量。仅举例,控制可以通过将目标后燃烧量乘以后燃烧燃料校正来增加目标后燃烧量。控制在522中提供增加后的目标后燃烧量,并且控制结束。以这种方式,控制提供了比控制在燃料为柴油燃料的情况下将提供的燃料更多的燃料,以补偿柴油燃料替代物的较低能量含量。
现在本领域技术人员可以根据以上描述认识到本发明的广义教导可以以各种形式实施。因此,虽然本发明包括具体示例,但是,本发明的真正范围不应局限于此,因为在研究附图、说明书和以下权利要求书的基础上其他修改对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
Claims (12)
1.一种用于车辆的燃料控制系统,其包括:
喷射器控制模块,所述喷射器控制模块将燃料提供到柴油发动机的气缸以便在所述气缸内燃烧;
热释放确定模块,所述热释放确定模块在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力确定热释放值;
检测模块,所述检测模块在所述热释放值小于预定热释放值时选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物,
其中,所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值;
燃料目标模块,所述燃料目标模块确定将向接收由所述柴油发动机输出的排气的排气系统提供的柴油燃料的目标量;
燃料校正模块,所述燃料校正模块基于所述热释放值和所述第二预定热释放值确定所述目标量的校正;以及
调节模块,所述调节模块基于所述校正增加所述目标量;
其中,所述喷射器控制模块将所增加的目标量的所述燃料提供到所述排气系统。
2.根据权利要求1所述的燃料控制系统,其特征在于,当在预定时段内所述热释放值小于所述预定热释放值时,所述检测模块指示所述燃料为所述柴油燃料替代物。
3.根据权利要求1所述的燃料控制系统,其特征在于,所述喷射器控制模块在所述气缸的排气冲程期间将所增加的目标量的所述燃料提供到所述气缸。
4.根据权利要求1所述的燃料控制系统,其特征在于,所述喷射器控制模块使用喷射所述燃料的后燃烧燃料喷射器在柴油氧化催化剂的上游位置处将所增加的目标量提供到所述排气系统中。
5.根据权利要求1所述的燃料控制系统,其特征在于,所述燃料校正模块基于所述热释放值和所述第二预定热释放值之差来确定所述校正。
6.根据权利要求1所述的燃料控制系统,其特征在于,所述柴油燃料替代物为生物柴油燃料。
7.一种用于车辆的燃料控制方法,其特征在于,其包括:
将燃料提供到柴油发动机的气缸以便在所述气缸内燃烧;
在所述燃烧期间基于所述气缸内的压力来确定热释放值;
在所述热释放值小于预定热释放值时选择性地指示所述燃料为柴油燃料替代物,
其中,所述预定热释放值小于与柴油燃料相关联的第二预定热释放值;
确定将向接收由所述柴油发动机输出的排气的排气系统提供的柴油燃料的目标量;
基于所述热释放值和所述第二预定热释放值确定所述目标量的校正;
基于所述校正增加所述目标量;以及
将所增加的目标量的所述燃料提供到所述排气系统。
8.根据权利要求7所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:当在预定时段内所述热释放值小于所述预定热释放值时,指示所述燃料为所述柴油燃料替代物。
9.根据权利要求7所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:在所述气缸的排气冲程期间将所述所增加的目标量的所述燃料提供到所述气缸。
10.根据权利要求7所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:使用喷射所述燃料的后燃烧燃料喷射器在柴油氧化催化剂的上游位置处将所述所增加的目标量提供到所述排气系统中。
11.根据权利要求7所述的燃料控制方法,其特征在于,其还包括:基于所述热释放值和所述第二预定热释放值之差来确定所述校正。
12.根据权利要求7所述的燃料控制方法,其特征在于,所述柴油燃料替代物为生物柴油燃料。
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