CN102220917B - 用于转矩降低的双喷射 - Google Patents

用于转矩降低的双喷射 Download PDF

Info

Publication number
CN102220917B
CN102220917B CN201110092295.6A CN201110092295A CN102220917B CN 102220917 B CN102220917 B CN 102220917B CN 201110092295 A CN201110092295 A CN 201110092295A CN 102220917 B CN102220917 B CN 102220917B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
torque
ignition timing
control module
retardation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110092295.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102220917A (zh
Inventor
J.M.圭迪
M.普鲁斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102220917A publication Critical patent/CN102220917A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102220917B publication Critical patent/CN102220917B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1412—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0215—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及用于转矩降低的双喷射。具体地，一种系统包括转矩控制模块、燃烧预测模块和燃料控制模块。该转矩控制模块设置发动机的点火正时以产生驱动转矩并且确定加到点火正时上的延迟量来把驱动转矩降低预定转矩。该燃烧预测模块预测当延迟量加到点火正时上时单燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧。当该燃烧预测模块预测单燃料喷射不会燃烧时，该燃料控制模块致动多个分开的燃料喷射到气缸中。

Description

用于转矩降低的双喷射
技术领域
本发明涉及控制发动机转矩的系统和方法，并且尤其涉及使用延迟点火正时降低发动机转矩。
背景技术
内燃机在气缸内燃烧空气/燃料混合物以产生驱动转矩。发动机控制模块控制喷入气缸的燃料量以控制空气/燃料混合物，并且依此控制驱动转矩。另外，发动机控制模块可以控制点火正时以控制驱动转矩。
例如，发动机控制模块可以延迟点火正时以便降低驱动转矩。然而，过分延迟的点火正时会引起失火。失火期间释放的碳氢化合物可以在排气系统的催化剂内燃烧，这会对催化剂造成损害。而且，释放的碳氢化合物会增大排气系统出来的碳氢化合物排放值。
发明内容
一种系统包括转矩控制模块、燃烧预测模块和燃料控制模块。该转矩控制模块设置发动机的点火正时以产生驱动转矩并且确定加到点火正时上的延迟量来把驱动转矩降低预定转矩。该燃烧预测模块预测当延迟量加到点火正时上时单燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧。当该燃烧预测模块预测单燃料喷射不会燃烧时，该燃料控制模块致动多个分开的燃料喷射到气缸中。
一种方法包括设置发动机的点火正时以产生驱动转矩、确定加到点火正时上的延迟量来把驱动转矩降低预定转矩、预测当延迟量加到点火正时上时单燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧以及当单燃料喷射不会燃烧时块致动多个分开的燃料喷射到气缸中。
在又一些其它特征中，上述系统和方法可以通过由一个或多个处理器执行的计算机程序实现。计算机程序能保存在实体的计算机可读介质例如但不限于存储器、非易失性数据存储器和/或其它适用的实体存储介质中。
从下面提供的详细描述中将更明显地看出本发明的更多适用领域。应当理解，本详细描述和特定例子只是起到举例的作用，而不意图限制本发明的范围。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种系统，包括：
转矩控制模块，其设置发动机的点火正时以产生驱动转矩并且确定加到所述点火正时上的延迟量来使所述驱动转矩降低预定转矩；
燃烧预测模块，其预测当所述延迟量加到所述点火正时上时单喷射燃料是否将在发动机气缸中燃烧；和
燃料控制模块，其在所述燃烧预测模块预测所述单燃料喷射不会燃烧时致动多个分开的燃料喷射到所述气缸中。
2. 如方案1所述的系统，其中，所述转矩控制模块根据使驱动转矩关联点火正时的函数和表格中的一种来确定所述延迟量。
3. 如方案2所述的系统，其中，所述转矩控制模块根据每气缸空气值和空气/燃料比中的一个来确定所述延迟量。
4. 如方案1所述的系统，其中，所述预定转矩对应于根据换档、牵引控制系统、制动管理请求和驾驶员输入中的一个产生的转矩降低请求。
5. 如方案1所述的系统，其中，当所述点火正时与所述延迟量的总和小于预定点火正时阈值时，所述燃烧预测模块预测所述单燃料喷射将燃烧。
6. 如方案5所述的系统，其中，当所述点火正时与所述延迟量的总和大于所述预定点火正时阈值时，所述燃烧预测模块预测所述单燃料喷射将不会燃烧。
7. 如方案1所述的系统，其中，在进气冲程期间所述燃料控制模块致动所述多个分开的喷射中的第一喷射，并且其中，在压缩冲程期间所述燃料控制模块致动所述多个分开的喷射中的第二喷射。
8. 如方案7所述的系统，其中，所述第一喷射包括比所述第二喷射更大的燃料量。
9. 如方案1所述的系统，其中，所述单喷射中喷射的燃料量等于所述多个分开的喷射中喷射的燃料量。
10. 如方案1所述的系统，其中，当所述延迟量加到所述点火正时上时所述燃烧预测模块预测所述多个分开的燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧，并且当所述燃烧预测模块预测所述多个分开的喷射将不会燃烧时所述转矩控制模块把所述发动机的所述点火正时设置为预定值。
11. 一种方法，包括：
设置发动机的点火正时以产生驱动转矩；
确定加到所述点火正时上的延迟量来使所述驱动转矩降低预定转矩；
当所述延迟量加到所述点火正时上时预测单喷射燃料是否将在发动机气缸中燃烧；以及
当所述单燃料喷射将不会燃烧时致动多个分开的燃料喷射到所述气缸中。
12. 如方案11所述的方法，还包括根据使驱动转矩关联点火正时的函数和表格中的一种来确定所述延迟量。
13. 如方案12所述的方法，还包括根据每气缸空气值和空气/燃料比中的一个来确定所述延迟量。
14. 如方案11所述的方法，其中，所述预定转矩对应于根据换档、牵引控制系统、制动管理请求和驾驶员输入中的一个产生的转矩降低请求。
15. 如方案11所述的方法，还包括，当所述点火正时与所述延迟量的总和小于预定点火正时阈值时预测所述单燃料喷射将燃烧。
16. 如方案15所述的方法，还包括，当所述点火正时与所述延迟量的总和大于所述预定点火正时阈值时预测所述单燃料喷射将不会燃烧。
17. 如方案11所述的方法，还包括：
在进气冲程期间致动所述多个分开的喷射中的第一喷射；以及
在压缩冲程期间致动所述多个分开的喷射中的第二喷射。
18. 如方案17所述的方法，其中，所述第一喷射包括比所述第二喷射更大的燃料量。
19. 如方案11所述的方法，其中，所述单喷射中喷射的燃料量等于所述多个分开的喷射中喷射的燃料量。
20. 如方案11所述的方法，还包括：
当所述延迟量加到所述点火正时上时预测所述多个分开的燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧；以及
当所述多个分开的喷射将不会燃烧时把所述发动机的所述点火正时设置为预定值。
附图说明
图1是根据本发明的示例性汽车系统的原理框图；
图2是根据本发明的发动机控制模块的原理框图；
图3A示出了以单喷射模式工作的发动机的喷射和点火正时；
图3B示出了以双喷射模式工作的发动机的第一喷射、第二喷射和点火正时；
图4是示例性燃烧预测模块的原理框图；和
图5示出了使用延迟点火正时和双燃料喷射来降低驱动转矩的方法。
具体实施方式
下列描述本质上仅仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，附图中将使用相同的附图标记表示相似的元件。本文所用的措词"A、B和C中的至少一个"应当解释成意味着使用非专用逻辑"或"的逻辑（A或B或C）。应当理解，方法内的步骤可以以不同顺序执行，只要不改变本发明的原理。
本文所用的术语"模块"是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器（共享的、专用的或成组的）和存储器、组合逻辑电路、和/或其它的提供所述功能的适当部件。
通常，发动机控制模块在进气冲程期间致动单燃料喷射到发动机气缸中。发动机控制模块可以推迟（即延迟）用于燃烧该单喷射的点火正时以便降低发动机产生的驱动转矩。当在使用单喷射时点火正时被延迟超过阈正时的时候，可能出现失火。因此，当发动机控制模块在进气冲程期间致动单燃料喷射时，使用点火延迟可获得的驱动转矩的降低会受到阈正时的限制。
本发明的系统和方法修正了燃料喷射以便得到进一步的延迟点火正时和可获得的更多的转矩降低。具体地说，本发明的系统和方法在燃烧循环期间实施两个或更多分散的燃料喷射。例如，第一部分燃料可以在进气冲程期间喷射并且第二部分燃料可以在压缩冲程期间喷射。第二部分燃料可以在火花塞附近形成浓的云状物，这可以在使用延迟超过了阈正时的点火正时时燃烧。因此，本发明的系统和方法在燃烧循环期间使用点火正时能够得到比使用单燃料喷射时可获得的更多的驱动转矩降低。
本发明的发动机控制模块接收驱动转矩降低请求并且确定要增加的点火延迟量以获得该驱动转矩降低。发动机控制模块根据点火延迟量是否将引起失火而以两种模式中的一种工作。在单喷射模式中，发动机控制模块预测点火延迟量是否将引起单燃料喷射的燃烧。例如，在单喷射模式中，当点火延迟量把点火正时推迟超过阈正时时，发动机控制模块就预测点火延迟量将引起失火。当在单喷射模式中点火延迟量将引起失火时，发动机控制模块就从单喷射模式转变为双喷射模式。
在双喷射模式中，发动机控制模块致动两个或更多分开的燃料喷射。例如，在双喷射模式中，发动机控制模块可以在进气冲程期间致动一部分燃料的喷射并且在压缩冲程期间致动一部分燃料的喷射。在压缩冲程期间喷射的这部分燃料可以在火花塞附近形成浓的云状物，这可以在使用延迟超过了阈正时的点火正时时燃烧这两部分燃料。因此，在双喷射模式中，与单喷射模式相比，发动机控制模块可以进一步延迟点火正时并且获得进一步的转矩降低。
现在参照图1，示例性汽车系统100包括燃烧空气/燃料混合物以产生驱动转矩的发动机102。发动机102经由曲轴（未示出）驱动变速器105。发动机控制模块（ECM）104与汽车系统100的部件相通讯。这些部件可以包括本文所述的发动机102、传感器和致动器。ECM 104可以实现本发明的系统和方法。
发动机102可以根据来自驾驶员输入模块106的驾驶员输入产生用于汽车系统100的驱动转矩。驾驶员输入可以包括但不局限于加速/制动踏板的位置或巡航操纵系统的触发。例如，当驾驶员踩下/松开加速踏板时，发动机102可以增大/减小产生的驱动转矩量。
ECM 104致动节气门108以控制进入进气歧管110的气流量。ECM 104可以控制节气门108以控制驱动转矩。节气门位置传感器112产生表征节气门108的位置的节气门位置信号。ECM 104根据节气门位置信号确定节气门108的位置。进气歧管110内的空气被分入气缸114。虽然示出了发动机102的四个气缸114，但是发动机102可以包括比四个气缸114更多或更少的气缸。
空气由入口116进入流过质量空气流量（MAF）传感器118。MAF传感器118产生表征流入进气歧管110内的空气质量的MAF信号。歧管压力（MAP）传感器120安置在位于节气门108与发动机102之间的进气歧管110中。MAP传感器120产生表征歧管绝对气压的MAP信号。位于进气歧管110中的进气温度（IAT）传感器122产生表征进气温度的IAT信号。曲轴以发动机转速旋转或以与发动机转速成比例的速度旋转。曲轴传感器124产生表征曲轴转速和位置的曲轴位置（CSP）信号。
ECM 104接收MAF、MAP、IAT和CSP信号。ECM 104加工这些信号并且产生输出到汽车系统100的同步的汽车控制指令。例如，发动机控制指令可以致动节气门108、燃料喷射器126和火花塞128。
ECM 104致动燃料喷射器126把燃料喷入气缸114以获得期望空气/燃料比。燃料是直接喷入气缸114中。因此，发动机102是直喷式发动机。ECM 104可以控制喷入气缸114的燃料量以控制驱动转矩。
ECM 104致动火花塞128以点燃气缸114中的空气/燃料混合物。可以相对于活塞（未示出）处于称作上止点（TDC）的其最高位置的时间规定点火正时。可以根据在TDC前或后多远产生火花规定点火正时。在燃烧冲程期间空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。燃烧冲程可以定义为活塞到达TDC与活塞返回下止点（BDC）的时刻之间的时间。
ECM 104可以控制点火正时以控制驱动转矩。因此，ECM 104可以调整点火正时以便产生期望驱动转矩。例如，ECM 104可以延迟点火正时以降低驱动转矩。
产生火花可以被称作点火事件。ECM 104可以具有改变每个点火事件的点火正时的能力。因此，ECM 104可以控制（例如增大、降低、维持）每个点火事件的驱动转矩。
进气凸轮轴（未示出）调节130的位置使空气能进入气缸114。当排气门134处于打开位置时，气缸114内的燃烧排气被挤出通过排气歧管132。排气凸轮轴（未示出）调节排气门134的位置。虽然示出了单个进、排气门130、134，但是发动机102的每个气缸114可以包括多个进、排气门130、134。在一些实施中，ECM 104可以控制进气和排气凸轮相位器角度以控制驱动转矩。
发动机102产生的驱动转矩经由输出轴138驱动车轮136。汽车系统100可以包括一个或多个产生车轮转速信号的车轮转速感传器140。ECM 104根据车轮转速信号确定车轮136的转速。ECM 104根据车轮转速信号可以确定一个或多个车轮136是否在滑动。当检测到车轮滑动时ECM 104可以控制驱动转矩以便抵偿车轮滑动。
ECM 104与变速器控制模块142相通讯以协调变速器105中的换挡。变速器控制模块142可以请求转矩降低以适应换档。因此，ECM 104可以响应于来自变速器控制模块142的转矩降低请求而降低驱动转矩。在一些实施中，来自变速器控制模块142的转矩降低请求缘于离合器燃料切断，这在驾驶员踩下手动变速汽车中的离合器踏板时降低驱动转矩以抑制发动机转速的爆发（急速上升）。
ECM 104可以延迟点火正时同时维持提供给气缸114的燃料和空气量来降低驱动转矩。然而，过分延迟的点火正时会引起失火。换句话说，过分延迟的点火正时会导致空气/燃料混合物排出气缸114。排出的燃料会在排气歧管132的催化剂144中燃烧并且损害催化剂114。
现在参照图2，示出了ECM 104的原理框图。ECM 104包括驾驶员转矩模块150。驾驶员转矩模块150根据来自驾驶员输入模块106的驾驶员输入确定驾驶员转矩请求。驾驶员输入可以是基于加速/制动踏板的位置。驾驶员输入还可以基于巡航操纵系统的触发，其可以是改变车速以保持预定车距的自适应巡航操纵系统。驾驶员转矩模块150可以储存加速踏板位置与期望转矩的一个或多个映射，并且可以根据选定的一个映射确定驾驶员转矩请求。
轴转矩模块152确定轴转矩请求。轴转矩请求可以包括在检测到正车轮滑动时离合器控制系统（未示出）请求的转矩降低。当轴转矩克服车轮136与路面之间的摩擦力时，出现正车轮滑动，并且车轮136开始在路面上滑动。轴转矩请求还可以包括抵消负车轮滑动的转矩升高请求，在这种情况下，车轮136在相对于路面的另一个方向上滑动因为轴转矩是负的。
轴转矩请求还可以包括制动管理请求和汽车超速转矩请求。制动管理请求可以降低驱动转矩以确保在汽车停下时驱动转矩不超过保持汽车的制动能力。汽车超速转矩请求可以降低驱动转矩以阻止汽车超出预定车速。轴转矩请求还可以由汽车稳定性控制系统产生。
转矩确定模块154接收驾驶员转矩请求、轴转矩请求和来自变速器控制模块142的转矩降低请求。转矩确定模块154根据驾驶员转矩请求、轴转矩请求和来自变速器控制模块142的转矩降低请求确定总转矩请求。总转矩请求可以根据驾驶员转矩请求是否增大/减小、轴转矩请求是否增大/减小以及变速器控制模块142是否请求用于换档的转矩降低而改变。例如，当驾驶员转矩请求和轴转矩请求不变并且变速器控制模块142请求用于换挡的转矩降低时，总转矩请求减小的量等于用于换挡的转矩降低。
转矩控制模块156确定将获得怎样的总转矩请求。例如，转矩控制模块156可以使用节气门108、火花塞128和燃料喷射器126中的至少一个获得总转矩请求。转矩控制模块156可以产生节气门面积值以使用节气门108控制驱动转矩。转矩控制模块156可以产生燃料量值以使用燃料喷射器126控制驱动转矩。转矩控制模块156可以产生基本火花值以使用火花塞128控制驱动转矩。
节气门控制模块158根据节气门面积值控制节气门108的位置。燃料控制模块160致动燃料喷射器126以将这个燃料量喷入每个气缸114中。火花控制模块164致动火花塞128以根据基本火花值点燃空气/燃料混合物。具体地说，火花控制模块164使用基本火花值和下文所述的火花调整值控制火花塞128。在发动机102的正常运转期间，燃料控制模块160可以控制燃料喷射器126并且节气门控制模块158可以控制节气门108以维持理论空气/燃料比。转矩控制模块156因此可以确定燃料量值和节气门面积值，这些将在发动机102的正常运转期间得到化学计量燃烧。
当驾驶员转矩请求、轴转矩请求和变速器转矩请求中的至少一个降低时，转矩控制模块156就确定总转矩请求降低了。总转矩请求的降低在下文会称作"总转矩降低"。例如，当驾驶员转矩请求和轴转矩请求被保持并且变速器控制模块142请求用于换挡的转矩降低时，总转矩降低等于变速器控制模块142请求的转矩降低。
火花调整模块162确定将获得总转矩降低的火花调整值。火花调整值可以是用于获得总转矩降低的推迟量（即点火延迟）。换句话说，火花调整模块162确定加到基本火花值上的点火延迟量以便获得总转矩降低。燃烧预测模块166根据火花调整值和火花控制模块164所使用的基本火花值确定点火正时以获得总转矩降低。因此，可以通过把点火正时从基本火花值延迟等于火花调整值的量来获得总转矩降低。当没有请求转矩降低时，火花调整值可以是零，火花控制模块164可以把点火正时维持在基本火花值。
火花调整模块162可以根据使驱动转矩关联点火正时的表格和/或函数来确定加到基本火花值上的点火延迟量。例如，这个表格和/或函数可以根据包括但不限于每气缸空气、凸轮相位器位置和空气/燃料比这些在内的发动机工作参数确定用于获得总转矩降低的点火延迟量。
在接收新的点火正时值（即不同的基本火花值和/或不同的火花调整值）之后，火花控制模块164也许能改变用于随后发火事件的点火正时。因此，火花控制模块164也许能在每个发火事件期间改变驱动转矩。
过分延迟的点火正时会引起失火。失火会导致在发火事件期间没有转矩产生。换句话说，失火会导致比总转矩降低更大的转矩降低。本发明的系统和方法修正燃料喷射以便得到延迟更多的点火正时和在发火事件期间更多的转矩降低而不引起失火。更具体地说，当在单喷射模式中点火延迟量引起失火时，本发明的系统和方法就从单喷射模式转变为双喷射模式。在双喷射模式中，可以进一步延迟点火正时而不引起失火，通过延迟点火正时的使用得到更多的转矩降低。
通常，ECM 104以单喷射模式工作。在单喷射模式中，燃料控制模块160致动燃料喷射器126以在每个燃烧循环喷射单脉冲的燃料到气缸114中。例如，单脉冲的燃料可以在进气冲程期间喷射。在单喷射模式中，火花控制模块164会延迟点火正时以便降低驱动转矩。然而，在单喷射模式中，过分延迟的点火正时（例如大于TDC后5°）会引起失火。
ECM 104从单喷射模式转变到双喷射模式以抑制由延迟点火正时所引起的失火。具体地说，当点火延迟量导致点火正时大于引起失火的预定阈值（例如TDC后5°）时，ECM 104从单喷射模式转变到双喷射模式。当ECM 104以双喷射模式工作时，燃料控制模块160以两个分开的脉冲喷射这个燃料量。例如，燃料控制模块160可以在进气冲程期间致动第一部分燃料的喷射并且在压缩冲程期间致动第二部分燃料的喷射。在双喷射模式中，可以比单喷射模式更进一步地延迟点火正时，而不引起失火。
图3A和3B中分别示出单和双喷射模式的示例性喷射和点火正时。在单喷射模式中，燃料通常在进气冲程期间（例如进气冲程的上半段）喷射。在正常运转期间，空气/燃料混合物可以在压缩冲程的下半段期间（例如TDC前多达50°）点火。可以延迟点火正时以便降低驱动转矩。例如，在图3A中，把点火正时延迟直到TDC后5°以降低驱动转矩。
在一些实施中，TDC后5°的点火正时会引起单喷射模式中的失火。当要求进一步的转矩降低时，可以使用图3B所示的双喷射进一步地延迟点火正时。例如，在双喷射模式中可以进一步把点火正时延迟得比在单喷射模式中多10-30°。在图3B中，在进气冲程中喷射第一部分燃料，在TDC附近喷射第二部分燃料，把点火正时延迟到TDC后25°。虽然图3B示出了在进气冲程中喷射第一部分燃料并且在TDC附近喷射第二部分燃料，但是可以设想其它的喷射时刻。
燃料控制模块160可以控制在双喷射模式中每个燃烧循环喷射与单喷射模式中相同的燃料量。因此，在双喷射模式中，燃料控制模块160可以把燃料量值分成第一和第二喷射。例如，燃料控制模块160可以把燃料量分成第一喷射中70%和第二喷射中30%。
在单喷射模式中使用延迟喷射正时的同时会引起失火，因为在TDC后足够度数之后空气/燃料混合物在火花塞128附近可能不可充分地燃烧。在双喷射模式期间第二喷射可以在火花塞128附近形成浓的燃料云状物，即使使用在单喷射模式中会引起失火的延迟点火正时它也可以被点燃。双喷射模式中点燃的浓的云状物进一步点燃第一喷射的燃料。因此，在双喷射模式中可以比在单喷射模式中更进一步地延迟点火正时，在双喷射模式中使用延迟点火正时得到更多的转矩降低。
回看图2，燃烧预测模块166根据火花调整值和当前喷射模式确定ECM 104的喷射模式。燃料控制模块160按照燃烧预测模块166所确定的喷射模式喷射燃料。
燃烧预测模块166包括单喷射阈值（例如TDC后5°）和双喷射阈值（例如TDC后15°-35°）。单喷射阈值是表征单喷射模式中的最大点火延迟的点火正时阈值。例如，在单喷射模式中，当点火正时（即基本火花值加上火花调整值）大于单喷射阈值时，可能出现失火。双喷射阈值是表征双喷射模式中的最大点火延迟的点火正时阈值。例如，在双喷射模式中，当点火正时大于双喷射阈值时，可能出现失火。
当ECM 104以单喷射模式工作时，燃烧预测模块166比较点火正时与单喷射阈值。当点火正时小于单喷射阈值时，燃烧预测模块166命令燃料控制模块160以单喷射模式致动燃料喷射。当点火正时大于单喷射阈值时，燃烧预测模块166命令燃料控制模块160以双喷射模式致动燃料喷射。
当ECM 104以双喷射模式工作时，燃烧预测模块166比较点火正时与双喷射阈值。当点火正时大于双喷射阈值时，燃烧预测模块166命令火花控制模块164把点火延迟限制为双喷射阈值。因此，在双喷射模式期间，火花控制模块164把点火延迟限制为双喷射阈值以防止失火。
现在参照图4，示出了示例性燃烧预测模块166。燃烧预测模块166包括求和模块170、火花阈值确定模块172和模式控制模块174。求和模块170把基本火花值加到火花调整值上。火花阈值确定模块172确定单和双喷射阈值。当ECM 104以单喷射模式工作时，模式控制模块174把基本火花值和火花调整值的总和与单喷射阈值相比。当基本火花值和火花调整值的总和小于单喷射阈值时，模式控制模块174命令燃料控制模块160以单喷射模式致动燃料喷射。另外，模式控制模块174命令火花控制模块164把点火正时设为基本火花值和火花调整值的总和。当总和大于单喷射阈值时，模式控制模块174命令燃料控制模块160以双喷射模式致动燃料喷射。
当ECM 104以双喷射模式工作时，模式控制模块174把基本火花值和火花调整值的总和与双喷射阈值相比。当总和小于双喷射阈值时，模式控制模块174命令火花控制模块164把点火正时设为基本火花值和火花调整值的总和。当总和大于双喷射阈值时，模式控制模块174命令火花控制模块164把点火延迟限制为双喷射阈值。因此，在双喷射模式期间，火花控制模块164把点火延迟限制为双喷射阈值以防止失火。
现在参照图5，使用延迟点火正时和双燃料喷射来降低驱动转矩的方法从200开始。在200，ECM 104使用基本火花值以单喷射模式工作。在202，转矩控制模块156确定是否请求了驱动转矩的降低。如果为假，该方法就重复200。如果为真，该方法就继续到204。在204，火花调整模块162确定火花调整值以获得总转矩降低。在206，燃烧预测模块166确定基本火花值和火花调整值的总和是否大于单喷射阈值。换句话说，在206，燃烧预测模块166预测在单喷射模式中是否将出现失火。如果为假，该方法就继续到208。如果为真，该方法就继续到210。在208，ECM 104保持在单喷射模式中并且火花控制模块164使用火花调整值控制点火正时。在210，燃烧预测模块166把ECM 104从单喷射模式转变为双喷射模式。
在212，燃烧预测模块166确定基本火花值和火花调整值的总和是否大于双喷射阈值。换句话说，在212，燃烧预测模块166预测在双喷射模式中是否将出现失火。如果为真，该方法就继续到214。如果为假，该方法就继续到216。在214，燃烧预测模块166命令火花控制模块164把点火延迟限制为双喷射阈值从而不会在双喷射模式中出现失火。在216，燃料控制模块160致动第一部分燃料量的喷射（例如在进气冲程期间）。在218，燃料控制模块160致动第二部分燃料量的喷射（例如在压缩冲程期间）。在220，火花控制模块164使用延迟了火花调整值的基本火花值来控制第一和第二燃料量的点火。
能够以多种形式实施本发明的宽泛教导。因此，虽然本发明包括特定例子，但是本发明的真实范围不会由此受到限制，因为本领域技术人员在研究附图、说明书和下列权利要求书的基础上，将很明显得到其它改型。

Claims (20)

1.一种用于控制发动机转矩的系统，包括：
转矩控制模块，其设置发动机的点火正时以产生驱动转矩并且确定加到所述点火正时上的延迟量来使所述驱动转矩降低预定转矩；
燃烧预测模块，其预测当所述延迟量加到所述点火正时上时单燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧；和
燃料控制模块，其在所述燃烧预测模块预测所述单燃料喷射不会燃烧时致动多个分开的燃料喷射到所述气缸中。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述转矩控制模块根据使驱动转矩关联点火正时的函数和表格中的一种来确定所述延迟量。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述转矩控制模块根据每气缸空气值和空气/燃料比中的一个来确定所述延迟量。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述预定转矩对应于根据换档、牵引控制系统、制动管理请求和驾驶员输入中的一个产生的转矩降低请求。
5.如权利要求1所述的系统，其中，当所述点火正时与所述延迟量的总和小于预定点火正时阈值时，所述燃烧预测模块预测所述单燃料喷射将燃烧。
6.如权利要求5所述的系统，其中，当所述点火正时与所述延迟量的总和大于所述预定点火正时阈值时，所述燃烧预测模块预测所述单燃料喷射将不会燃烧。
7.如权利要求1所述的系统，其中，在进气冲程期间所述燃料控制模块致动所述多个分开的喷射中的第一喷射，并且其中，在压缩冲程期间所述燃料控制模块致动所述多个分开的喷射中的第二喷射。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述第一喷射包括比所述第二喷射更大的燃料量。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述单燃料喷射中喷射的燃料量等于所述多个分开的喷射中喷射的燃料量。
10.如权利要求1所述的系统，其中，当所述延迟量加到所述点火正时上时所述燃烧预测模块预测所述多个分开的燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧，并且当所述燃烧预测模块预测所述多个分开的喷射将不会燃烧时所述转矩控制模块把所述发动机的所述点火正时设置为预定值。
11.一种用于控制发动机转矩的方法，包括：
设置发动机的点火正时以产生驱动转矩；
确定加到所述点火正时上的延迟量来使所述驱动转矩降低预定转矩；
当所述延迟量加到所述点火正时上时预测单燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧；以及
当所述单燃料喷射将不会燃烧时致动多个分开的燃料喷射到所述气缸中。
12.如权利要求11所述的方法，还包括根据使驱动转矩关联点火正时的函数和表格中的一种来确定所述延迟量。
13.如权利要求12所述的方法，还包括根据每气缸空气值和空气/燃料比中的一个来确定所述延迟量。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述预定转矩对应于根据换档、牵引控制系统、制动管理请求和驾驶员输入中的一个产生的转矩降低请求。
15.如权利要求11所述的方法，还包括，当所述点火正时与所述延迟量的总和小于预定点火正时阈值时预测所述单燃料喷射将燃烧。
16.如权利要求15所述的方法，还包括，当所述点火正时与所述延迟量的总和大于所述预定点火正时阈值时预测所述单燃料喷射将不会燃烧。
17.如权利要求11所述的方法，还包括：
在进气冲程期间致动所述多个分开的喷射中的第一喷射；以及
在压缩冲程期间致动所述多个分开的喷射中的第二喷射。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一喷射包括比所述第二喷射更大的燃料量。
19.如权利要求11所述的方法，其中，所述单燃料喷射中喷射的燃料量等于所述多个分开的喷射中喷射的燃料量。
20.如权利要求11所述的方法，还包括：
当所述延迟量加到所述点火正时上时预测所述多个分开的燃料喷射是否将在发动机气缸中燃烧；以及
当所述多个分开的喷射将不会燃烧时把所述发动机的所述点火正时设置为预定值。
CN201110092295.6A 2010-04-13 2011-04-13 用于转矩降低的双喷射 Active CN102220917B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/759,183 2010-04-13
US12/759,183 US8332127B2 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Dual injection for torque reduction
US12/759183 2010-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102220917A CN102220917A (zh) 2011-10-19
CN102220917B true CN102220917B (zh) 2014-07-09

Family

ID=44761528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110092295.6A Active CN102220917B (zh) 2010-04-13 2011-04-13 用于转矩降低的双喷射

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8332127B2 (zh)
CN (1) CN102220917B (zh)
DE (1) DE102011015991B4 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140007841A1 (en) * 2011-03-22 2014-01-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
JP5862311B2 (ja) * 2012-01-11 2016-02-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP6410788B2 (ja) * 2013-03-11 2018-10-24 ウェイン ステイト ユニヴァーシティ エンジンのサイクル毎の変動を低減する方法
US9284902B2 (en) * 2013-08-16 2016-03-15 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for accelerator pedal tip-out
US9670857B2 (en) * 2015-08-17 2017-06-06 GM Global Technology Operations LLC Torque control of a power-plant for launching a vehicle with a manual transmission
US10337485B2 (en) 2017-06-27 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for reducing engine torque through spark retard
DE102017216978B4 (de) 2017-09-25 2021-03-04 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101178034A (zh) * 2006-09-11 2008-05-14 通用汽车环球科技运作公司 直接喷射发动机空转时的表观转矩储备
CN101535614A (zh) * 2006-11-16 2009-09-16 洋马株式会社 内燃机的控制方法
CN101639012A (zh) * 2008-08-01 2010-02-03 通用汽车环球科技运作公司 用于协调转矩控制系统的动力增强时间安排

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10114050A1 (de) 2001-03-15 2002-10-02 Volkswagen Ag Verfahren zum Warmlauf eines einer fremdgezündeten, direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine nachgeschalteten Katalysators
JP3927395B2 (ja) * 2001-09-28 2007-06-06 株式会社日立製作所 圧縮着火エンジンの制御装置
JP4251081B2 (ja) * 2003-11-21 2009-04-08 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
US7562650B2 (en) * 2005-05-13 2009-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Start-up control apparatus for an internal combustion engine
US7698048B2 (en) * 2007-08-01 2010-04-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Power enrichment scheduling for coordinated torque control system
US7765053B2 (en) * 2007-08-10 2010-07-27 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-injection combustion cycle systems for SIDI engines
JP2009115010A (ja) * 2007-11-07 2009-05-28 Denso Corp 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP4548486B2 (ja) * 2008-01-09 2010-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US7933711B1 (en) * 2010-01-22 2011-04-26 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for assisted direct start control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101178034A (zh) * 2006-09-11 2008-05-14 通用汽车环球科技运作公司 直接喷射发动机空转时的表观转矩储备
CN101535614A (zh) * 2006-11-16 2009-09-16 洋马株式会社 内燃机的控制方法
CN101639012A (zh) * 2008-08-01 2010-02-03 通用汽车环球科技运作公司 用于协调转矩控制系统的动力增强时间安排

Also Published As

Publication number Publication date
CN102220917A (zh) 2011-10-19
US20110251772A1 (en) 2011-10-13
DE102011015991B4 (de) 2018-08-30
DE102011015991A1 (de) 2011-12-15
US8332127B2 (en) 2012-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102787925B (zh) 用于均质充量压燃发动机中的转矩控制的系统和方法
CN102220917B (zh) 用于转矩降低的双喷射
CN102345527B (zh) 燃料切断过渡控制系统和方法
CN102635449B (zh) 用于降低气缸停用和恢复期间的转矩波动的系统和方法
CN101846003B (zh) 在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备
CN101713342B (zh) 基于扭矩的离合器燃料切断
CN102536480B (zh) 用于加速度变化的扭矩控制系统和方法
CN102146848B (zh) 基于功率的发动机转速控制
CN101498247B (zh) 基于转矩系统中的转速控制
CN103362676B (zh) 用于控制发动机速度的系统和方法
CN101660453B (zh) 命令发动机扭矩和估计发动机扭矩的调节
CN101576016B (zh) 用于扭矩估计和控制的气缸燃料供应协调
CN102748147B (zh) 发动机控制系统和方法
CN102072029A (zh) 用于控制发动机扭矩的系统和方法
CN102200062B (zh) 估计均质充量压缩点火发动机的扭矩输出的系统和方法
CN102235252B (zh) 用于根据系统能量减小动力系扰动的系统和方法
CN102700550B (zh) 用于换挡辅助的扭矩控制系统和方法
CN102220929A (zh) 气缸燃烧性能监测与控制
CN103807027A (zh) 用于减小进气噪声的节流阀控制系统和方法
CN102235251A (zh) 驾驶员扭矩请求系统和方法
CN102678340B (zh) 预节气门压力控制系统和方法
CN102102592B (zh) 具有传动比功率安全性的基于轴扭矩的驾驶员解译
CN105317562A (zh) 用于汽缸启动和停用的节气门控制系统和方法
CN103452678A (zh) 当驾驶员下压加速器踏板时控制发动机扭矩以防止传动系撞击的系统和方法
CN102588128B (zh) 涡轮增压器增压控制系统及换档方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant