CN105443258A - 用于在瞬态事件期间调节燃料喷射参数来减少颗粒排放的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于在瞬态事件期间调节燃料喷射参数来减少颗粒排放的系统和方法。根据本发明的系统包括燃料控制模块、和期望每缸空气（APC）模块和预测歧管绝对压力（MAP）模块中的至少一个。期望APC模块确定至发动机的每个气缸的期望气流量。预测MAP模块预测将来时刻的发动机的进气歧管内的压力。燃料控制模块基于以下至少一个选择性地调节发动机的燃料喷射参数：期望每缸空气从第一时刻至第二时刻的变化；和预测歧管压力从第一时刻至第二时刻的变化。

Description

用于在瞬态事件期间调节燃料喷射参数来减少颗粒排放的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月24日提交的美国临时申请序列No.62/054,669的权益。上述申请的公开内容通过参考以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及内燃发动机，并且更具体地涉及用于在瞬态事件期间调节燃料喷射参数来减少颗粒排放的系统和方法。

背景技术

在此提供的背景描述用于总体上呈现本发明的环境。在该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该描述的在提交时可能不构成现有技术的方面，既非明示也非暗示地被认为是相对于本发明的现有技术。

内燃发动机在气缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动转矩。进入发动机中的空气流量经由节流阀来调整。更具体地，节流阀调节节流面积，其增加或减少进入发动机中的空气流量。随着节流面积增加，进入发动机中的空气流量增加。燃料控制系统调节喷射燃料的速率，以向气缸提供期望空气/燃料混合物和/或以实现期望转矩输出。增加提供给气缸的空气和燃料的量会增加发动机的转矩输出。

随着发动机燃烧空气和燃料来产生驱动转矩，发动机产生颗粒，该颗粒和其他排放物一起进入发动机的排气系统中。颗粒包括由微米大小的粒子构成的烟灰或烟尘。可以通过在发动机的排气系统内中包括颗粒过滤器来减少释放到大气中的颗粒的量。然而，颗粒过滤器是昂贵的且增加排气背压。

发明内容

根据本发明的系统包括燃料控制模块、和期望每缸空气（APC）模块和预测歧管绝对压力（MAP）模块中的至少一个。期望APC模块确定至发动机的每个气缸的期望气流量。预测MAP模块预测将来时刻的发动机的进气歧管内的压力。燃料控制模块基于以下至少一个选择性地调节发动机的燃料喷射参数：期望每缸空气从第一时刻至第二时刻的变化；和预测歧管压力从第一时刻至第二时刻的变化。

1.一种系统包括：

以下至少一个：

　　期望每缸空气（APC）模块，确定至发动机的每个气缸的期望气流量；和

　　预测歧管绝对压力（MAP）模块，预测将来时刻的所述发动机的进气歧管内的压力；以及

燃料控制模块，基于以下至少一个选择性地调节所述发动机的燃料喷射参数：

　　所述期望每缸空气从第一时刻至第二时刻的变化；和

　　所述预测歧管压力从所述第一时刻至所述第二时刻的变化。

2.根据方案1所述的系统，其中所述燃料控制模块进一步基于所述第一时刻的测量发动机速度和所述第一时刻的实际每缸空气来调节所述燃料喷射参数。

3.根据方案2所述的系统，还包括实际每缸空气（APC）模块，其基于在所述第一时刻流向所述进气歧管的测量的空气质量流量和所述发动机中的气缸数量来确定所述实际每缸空气。

4.根据方案1所述的系统，其中所述燃料控制模块进一步基于所述期望每缸空气和所述预测歧管压力中的至少一个的平均值在预定数量的发动机循环上的变化来调节所述燃料喷射参数。

5.根据方案1所述的系统，其中所述燃料喷射参数包括针对一个燃烧事件的燃料喷射次数、相对于针对所述燃烧事件所喷射的燃料总量的对于每次燃料喷射所喷射的燃料量、燃料喷射正时和燃料喷射压力中的至少一个。

6.根据方案5所述的系统，其中当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于阈值时，所述燃料控制模块调节所述燃料喷射参数。

7.根据方案6所述的系统，其中，当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于所述阈值时，所述燃料控制模块至少执行以下之一：

增加针对每个燃烧事件的所述燃料喷射次数；

以及延迟所述燃料喷射正时。

8.根据方案6所述的系统，其中，当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于所述阈值时，所述燃料控制模块将所述燃料喷射参数从第一值调节到第二值并且将所述燃料喷射参数维持在所述第二值第一时段。

9.根据方案8所述的系统，其中当所述第一时段结束时，所述燃料控制模块在第二时段上将所述燃料喷射参数从所述第二值调节到所述第一值。

10.根据方案6所述的系统，其中，当发动机冷却剂温度大于第一温度时，所述燃料控制模块至少执行以下之一：

增大所述阈值；和

减少基于所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个而调节所述燃料喷射参数的量。

11.一种方法，包括：

以下至少一个：

　　确定至发动机的每个气缸的期望气流量；和预测将来时刻的所述发动机的进气歧管内的压力；和

基于以下至少一个选择性地调节所述发动机的燃料喷射参数：

　　所述期望每缸空气从第一时刻至第二时刻的变化；以及

　　所述预测歧管压力从所述第一时刻至所述第二时刻的变化。

12.根据方案11所述的方法，还包括基于所述第一时刻的测量发动机速度和所述第一时刻的实际每缸空气来调节所述燃料喷射参数。

13.根据方案12所述的方法，还包括基于在所述第一时刻流向所述进气歧管的测量的空气质量流量和所述发动机中的气缸数量来确定所述实际每缸空气。

14.根据方案11所述的方法，还包括进一步基于所述期望每缸空气和所述预测歧管压力中的至少一个的平均值在预定数量的发动机循环上的变化来调节所述燃料喷射参数。

15.根据方案11所述的方法，其中所述燃料喷射参数包括针对一个燃烧事件的燃料喷射次数、相对于针对所述燃烧事件所喷射的燃料总量的对于每次燃料喷射所喷射的燃料量、燃料喷射正时和燃料喷射压力中的至少一个。

16.根据方案15所述的方法，还包括当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于阈值时调节所述燃料喷射参数。

17.根据方案16所述的方法，还包括当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于所述阈值时，至少执行以下之一：

增加针对每个燃烧事件的所述燃料喷射次数；

和延迟所述燃料喷射正时。

18.根据方案16所述的方法，还包括当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于所述阈值时，将所述燃料喷射参数从第一值调节到第二值并且将所述燃料喷射参数维持在所述第二值第一时段。

19.根据方案18所述的方法，还包括当所述第一时段结束时，在第二时段上将所述燃料喷射参数从所述第二值调节到所述第一值。

20.根据方案16所述的方法，还包括当发动机冷却剂温度大于第一温度时，至少执行以下之一：

增大所述阈值；和

减少基于所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个而调节所述燃料喷射参数的量。

根据具体实施方式、权利要求书和附图，本发明的另外的应用领域将变得显然。具体实施方式和特定示例只是预期用于例示的目的，并不意图限制本发明的范围。

附图说明

从具体实施方式和附图将更加全面地理解本发明，在附图中:

图1是根据本发明的原理的示例发动机系统的功能框图；

图2是根据本发明的原理的示例控制系统的功能框图；

图3是示出根据本发明的原理的示例控制方法的流程图；以及

图4是示出根据本发明的原理的瞬态事件的示例测量值的图表。

在附图中，参考标记可以重复使用来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

发动机产生颗粒具有三个主要原因。第一，被喷射到发动机的气缸中的燃料会冲击且粘到气缸中的活塞的顶面上。当活塞表面较凉时，燃料冲击的可能性可能更大。第二，燃料可能与空气不良混合，从而导致气缸内的局部区域具有富集的空气-燃料当量比（例如，大于1.7）。第三，保持在燃料喷射器末端表面上的燃料产生扩散火焰，这会在喷射器末端上留下碳沉积。继而，由发动机产生的颗粒的量通常随时间增加。这种增加可以被称为喷射器漂移。

作为使用颗粒过滤器来减少颗粒排放的代替或补充，一种系统和方法可以调节各种燃料喷射参数来减少颗粒排放。例如，可以通过针对每个燃烧事件使用多次燃料喷射并且延迟喷射正时来减少燃料冲击。然而，使用多次燃料喷射会增加扩散火焰，并且延迟喷射正时会减少分配给空气/燃料混合的时间量。可以通过使用多次燃料喷射和提前喷射正时来增加充气运动、增加蒸发并增加分配给空气-燃料混合的时间量，从而改善空气-燃料混合。但是如上所述，多次燃料喷射会增加扩散火焰，并且提前喷射正时会增加燃料冲击。可以通过限制多次燃料喷射的使用且因而减少燃料喷射器关闭事件的次数来减少扩散火焰。

相对于由发动机在稳态发动机运转状态阶段期间产生的颗粒的量，由发动机在瞬态事件期间或瞬态运转状态阶段期间产生的颗粒的量通常更大。瞬态事件发生于发动机所产生的转矩量快速增加时，例如当驾驶员将加速踏板压下到大开的节流阀位置时。与此相对，稳态发动机运转状态阶段发生于发动机所产生的转矩量是相对恒定时。

根据本发明的系统和方法通过调节瞬态事件期间的一个或更多个燃料喷射参数来减少颗粒排放。燃料喷射参数包括针对每个燃烧事件的燃料喷射次数、相对于针对一个燃烧事件喷射的燃料总量的在每次喷射中喷射的燃料量、喷射正时和/或燃料喷射压力。系统和方法基于瞬态事件的某些测量值来调节燃料喷射参数，从而在减少燃料冲击、改善空气-燃料混合和减少扩散火焰之间取得平衡。

在一个示例中，系统和方法基于瞬态事件的量值以及在瞬态事件开始时的实际发动机速度和至发动机的每个气缸的实际气流量，来调节燃料喷射参数。系统和方法使用将来发动机负荷的指标（例如至发动机的每个气缸的期望气流量的变化）来近似瞬态事件的量值。在另一示例中，系统和方法随着瞬态事件的量值的增加和/或随着实际发动机速度和实际每缸空气增加而增加每个燃烧事件的喷射次数和/或延迟喷射正时。

现在参考图1，发动机系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动转矩。由发动机102产生的驱动转矩量基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入。驾驶员输入可以基于加速踏板的位置。驾驶员输入也可以是基于巡航控制系统，其可以是改变车辆速度以维持预定跟随距离的自适应巡航控制系统。

空气通过进气系统108被吸入到发动机102中。进气系统108包括进气歧管110和节流阀112。节流阀112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）114控制节流致动器模块116，节流致动器模块116调节节流阀112的开度，以控制被吸入到进气歧管110中的空气的量。

来自进气歧管110的空气被吸入到发动机112的气缸中。虽然发动机102可以包括多个气缸，但是为了例示之目的而示出了单个代表性气缸118。仅举例来说，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM114可以停用一些气缸，这可以在某些发动机运转状态下提高燃料燃烧效率。

发动机102可以使用四冲程循环运转。下面描述的四个冲程称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程以及排气冲程。在曲轴（未示出）每旋转一周期间，在气缸118内发生四个冲程中的两个。因此，需要曲轴旋转两周以使气缸118经历所有四个冲程。

在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入到气缸118中。ECM114控制喷射器致动器模块124，其调整燃料喷射器125以实现期望空燃比。燃料喷射器125可以在中心位置或多个位置（例如每个气缸的进气阀122附近）将燃料喷射到进气歧管110中。在各个实施方式中，燃料喷射器125可以如图1所示直接喷射燃料到气缸中，或喷射到与气缸关联的混合腔中。喷射器致动器模块124可以暂停向被停用的气缸的燃料喷射。

所喷射的燃料在气缸118中与空气混合并产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压燃发动机，在这种情况下气缸118中的压缩点燃空气/燃料混合物。替代地，发动机102可以是火花-点火发动机，在这种情况下火花致动器模块126基于来自ECM114的信号给火花塞128通电，以便在气缸118中产生火花，这将空气/燃料混合物点燃。可以相对于活塞位于其称为上止点（TDC）的最上部位置的时刻指定火花的正时。

火花致动器模块126可以由指定在TDC之前或之后多久以产生火花的火花正时信号来控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块126的操作可以与曲轴角度同步。在各个实施方式中，火花致动器模块126可以暂停向被停用气缸提供火花。

可以将产生火花称为点火事件。火花致动器模块126可以具有改变每次点火事件的火花正时的能力。当在上一次点火事件与下一次点火事件之间改变火花正时信号时，火花致动器模块126可以甚至能够改变下一次点火事件的火花正时。在各个实施方式中，发动机102可以包括多个气缸，并且火花致动器模块126可以针对发动机102中的所有气缸相对于TDC改变火花正时相同的量。

在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，从而驱动曲轴。燃烧冲程可以定义为在活塞到达TDC的时刻与活塞返回下止点（BDC）的时刻之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排出系统134从车辆排出。

进气阀122可以由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以由排气凸轮轴142控制。在各个实施方式中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可以控制用于气缸118的多个进气阀（包括进气阀122）和/或可以控制多组气缸（包括气缸118）的进气阀（包括进气阀122）。相似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可以控制用于气缸118的多个排气阀和/或可以控制用于多组气缸（包括气缸118）的排气阀（包括排气阀130）。

可以由进气凸轮相位器148相对于活塞TDC改变打开进气阀122的时刻。可以由排气凸轮相位器150相对于活塞TDC改变打开排气阀130的时刻。阀致动器模块158可以基于来自ECM114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。当实施时，可变阀升程也可以由阀致动器模块158控制。

ECM114可以通过指示阀致动器模块158来禁止进气阀122和/或排气阀130的打开，从而停用气缸118。阀致动器模块158可以通过从进气凸轮轴140断开进气阀122来禁止进气阀122的打开。类似地，阀致动器模块158可以通过从排气凸轮轴142断开排气阀130来禁止排气阀130的打开。在各个实施方式中，阀致动器模块158可以使用除凸轮轴之外的装置（例如电磁或电动液压致动器）来控制进气阀122和/或排气阀130。

燃料系统160提供燃料至燃料喷射器125以便输送到气缸。燃料系统160包括燃料箱162、低压泵164、第一燃料管线166、高压泵168、第二燃料管线170和燃料轨172。低压泵164将燃料从燃料箱162通过第一燃料管线166输送到高压泵168。低压泵164可以是电泵。

高压泵168将来自第一燃料管线166的燃料加压，并且将加压后燃料通过第二燃料管线170输送到燃料轨172。高压泵168可以由进气凸轮轴140和/或排气凸轮轴142驱动。燃料轨172将加压后燃料分配到发动机102的一个或更多个燃料喷射器，例如燃料喷射器125。

ECM114控制泵致动器模块174，其分别调整低压泵164和高压泵168的输出以在第一燃料管线166和燃料轨172中实现期望压力。低侧燃料压力（LFP）传感器176测量第一燃料管线166中的燃料压力，这可以被称为低侧压力。高侧燃料压力（HFP）传感器178测量燃料轨172中的燃料压力，这可以被称为高侧压力。LFP传感器176和HFP传感器178可以将低侧压力和高侧压力提供至泵致动器模块174，泵致动器模块174继而可以将低侧压力和高侧压力提供至ECM114。替代地，LFP传感器176和HFP传感器178可以将低侧压力和高侧压力直接提供给ECM114。

发动机系统100可以使用曲轴位置（CKP）传感器180来测量曲轴的位置。可以使用发动机冷却剂温度（ECT）传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以位于发动机102内或者冷却剂循环的其他位置，例如散热器（未示出）处。

可以使用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各个实施方式中，可以测量发动机真空，即环境空气压力和进气歧管110内的压力之间的差。可以使用空气质量流量（MAF）传感器186来测量流到进气歧管110中的空气的质量流量。在各个实施方式中，MAF传感器186可以位于也包括节流阀112的外壳中。

节流阀致动器模块116可以使用一个或更多个节流阀位置传感器（TPS）190来监测节流阀112的位置。可以使用进气温度（IAT）传感器192来测量被吸入发动机102中的空气的环境温度。ECM114使用来自传感器的信号来做出用于发动机系统100的控制决定。

ECM114可以与变速器控制模块（TCM）194通信以协调变速器（未示出）中的换档。例如，ECM114可以在换档期间减小发动机转矩。ECM114可以与混合动力控制模块（HCM）196通信以协调发动机102和电动马达198的运转。电动马达198也可以用作发电机，并且可以用于产生电能以便由车辆的电气系统使用和/或存储在电池中。在各个实施方式中，ECM114、TCM194和HCM196的各种功能可以集成到一个或更多个模块中。

ECM114通过在瞬态事件期间调节一个或更多个燃料喷射参数来减少颗粒排放。燃料喷射参数包括针对每个燃烧事件的燃料喷射次数、相对于针对一个燃烧事件喷射的燃料总量的在每次喷射中喷射的燃料量、喷射正时和/或燃料喷射压力（即提供给燃料喷射器125的燃料的压力）。ECM114基于瞬态事件的某些测量值来调节燃料喷射参数，从而在减少燃料冲击、改善空气-燃料混合和减少扩散火焰之间取得平衡。测量值可以包括瞬态事件的量值以及在瞬态事件开始时的实际发动机速度和至发动机102的每个气缸的实际气流量。

现在参考图2，ECM114的示例实施方式包括转矩请求模块202。转矩请求模块202基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入来确定驾驶员转矩请求。在一个示例中，转矩请求模块202存储加速踏板位置至期望转矩的一个或更多个映射，并且基于所述映射中的一个选定映射来确定驾驶员转矩请求。转矩请求模块202也可以基于来自MAP传感器184的歧管压力和/或实际每缸空气（至发动机102的每个气缸的实际气流量）来确定驾驶员转矩请求。

转矩请求模块202可以在驾驶员转矩请求和其他转矩请求204之间进行判定，并且输出在判定期间选定的一个转矩请求。转矩请求204可以包括当检测到正车轮滑移时由牵引控制系统请求的转矩减小。当轮轴转矩（在车轮处的转矩）克服车轮和路面之间的摩擦并且车轮开始相对于路面滑移时，发生正车轮滑移。转矩请求204也可以包括转矩增加请求以便抵消负车轮滑移，此时由于轮轴转矩是负的，所以车辆的轮胎相对于路面滑移。

转矩请求204也可以包括制动管理请求和车辆超速转矩请求。制动管理请求可以减小轮轴转矩，以确保当车辆停止时轮轴转矩不超过保持车辆的制动能力。车辆超速转矩请求可以减小轮轴转矩以防止车辆超过预定速度。转矩请求204也可以由车辆稳定性控制系统生成。

转矩请求204也可以包括变速器转矩请求、启动转矩请求和发动机容量转矩请求。变速器转矩请求可以由TCM194生成来促进变速器变速。可以在车辆正启动（从零加速）的同时生成启动转矩请求来控制车辆的加速。发动机容量转矩请求可以确保选定的转矩请求处于由发动机102的最小和最大转矩容量限定的范围内。

期望每缸空气（APC）模块206确定至发动机102的每个气缸的期望气流量。期望APC模块206可以基于由转矩请求模块202输出的转矩请求确定期望每缸空气。例如，期望APC模块206可以基于转矩请求和期望每缸空气之间的预定关系确定期望每缸空气。预定关系可以体现在查找表和/或等式中。期望APC模块206可以输出期望每缸空气。

期望APC模块206可以确定期望每缸空气在预定时段或者预定曲轴旋转量上的移动平均值。例如，期望APC模块206可以以预定频率（例如，12.5毫秒）确定期望每缸空气，并且期望APC模块206可以确定一组期望每缸空气值在最后两个发动机循环上的平均值。每个发动机循环对应于曲轴旋转两周。每次确定新的期望每缸空气值，期望APC模块206都可以从所述组中去除最旧的期望每缸空气值，并且将最新的期望每缸空气值加至该组，并且确定该组期望每缸空气值的平均值。因此，可以将平均值称为期望每缸空气的移动平均值。期望APC模块206可以将期望每缸空气的移动平均值输出。

实际每缸空气（APC）模块208确定实际每缸空气。实际APC模块208可以基于由MAF传感器186测量的空气质量流量和发动机102中的使用气缸的数量来确定实际每缸空气。例如，实际APC模块208可以将空气质量流量和对应时段的乘积除以使用气缸的数量来获得实际每缸空气。实际APC模块208将实际每缸空气输出。

预测歧管绝对压力（MAP）模块212预测将来时刻在进气歧管110内的压力。预测MAP模块212可以基于由MAP传感器184测量的歧管压力和来自实际APC模块208的实际每缸空气来预测歧管压力。例如，预测MAP模块212可以基于当前歧管压力、当前每缸空气和预测歧管压力之间的预定关系预测歧管压力。预定关系可以体现在查找表和/或等式中。预测MAP模块212将预测歧管压力输出。

发动机速度模块210确定实际发动机速度。发动机速度模块210可以基于来自CKP传感器180的曲轴位置确定发动机速度。例如，发动机速度模块210可以基于曲轴完成一次或更多次回转所经过的时段来计算发动机速度。发动机速度模块210将实际发动机速度输出。

燃料控制模块214通过在瞬态事件期间调节一个或更多个燃料喷射参数来减少颗粒排放。燃料喷射参数包括针对每个燃烧事件的燃料喷射次数、相对于针对一个燃烧事件喷射的燃料总量的在每次喷射中喷射的燃料量、喷射正时和/或燃料喷射压力。燃料控制模块214可以使用发送到喷射器致动器模块124的喷射器控制信号216来调节燃料喷射次数、每次喷射中喷射的燃料量和喷射正时。燃料控制模块214可以使用发送到泵致动器模块174的泵控制信号218来调节燃料喷射压力。

燃料控制模块214基于瞬态事件的某些测量值来调节燃料喷射参数，从而在减少燃料冲击、改善空气-燃料混合和减少扩散火焰之间取得平衡。瞬态事件的测量值包括瞬态事件的量值以及在第一时刻的实际发动机速度和实际每缸空气。第一时刻可以对应于瞬态事件的开始。

在一个示例中，燃料控制模块214随着瞬态事件的量值增加和/或随着实际发动机速度和实际每缸空气增加，而增加每个燃烧事件的喷射次数和/或延迟喷射正时。在另一示例中，燃料控制模块214可以基于实际发动机速度、实际每缸空气和瞬态事件的量值之间的预定关系来调节燃料喷射参数。预定关系可以体现在查找表和/或等式中。

燃料控制模块214使用将来发动机负荷的指标，例如期望每缸空气的变化或者预测歧管压力的变化，作为瞬态事件的量值的近似值。在一个示例中，燃料控制模块214使用期望每缸空气的移动平均值从第一时刻至第二时刻的变化来近似瞬态事件的量值。第二时刻可以对应于瞬态事件的结束。在另一示例中，燃料控制模块214使用预测歧管压力从第一时刻至第二时刻的变化来近似瞬态事件的量值。

现在参考图3，用于在瞬态事件期间调节燃料喷射参数以便减少颗粒排放的方法开始于302。该方法在图2中所示的ECM114的示例实施方式中所包括的模块的上下文中描述，以便进一步描述由那些模块执行的功能。然而，执行该方法的步骤的具体模块可以不同于下文的描述并和/或者该方法可以与图2的模块分开地实施。例如，该方法可以由单个模块实施。

在304处，发动机速度模块210确定第一时刻的实际发动机速度。第一时刻可以对应于瞬态事件的开始。在306处，实际APC模块208确定第一时刻的实际每缸空气。在308处，燃料控制模块214确定期望每缸空气的移动平均值从第一时刻至第二时刻的变化。第二时刻可以对应于瞬态事件的结束。

在312处，燃料控制模块214确定阈值。如下文更详细地讨论的那样，燃料控制模块214将期望每缸空气的移动平均值的变化与阈值进行比较，以确定是否调节燃料喷射参数。燃料控制模块214可以基于第一时刻的实际发动机速度和第一时刻的实际每缸空气来确定阈值。例如，燃料控制模块214可以基于第一时刻的实际发动机速度、第一时刻的实际每缸空气和阈值之间的预定关系来确定阈值。预定关系可以体现在查找表和/或等式中。

在312处，燃料控制模块214确定期望每缸空气的移动平均值的变化是否大于阈值。如果期望每缸空气的移动平均值的变化大于阈值，则燃料控制模块214在314处继续，并且将一个或更多个燃料喷射参数从第一值调节到第二值。否则，燃料控制模块214在316处继续并且不调节燃料喷射参数。

在318处，燃料控制模块214将燃料喷射参数维持在第二值第一时段（例如3秒）。在320处，燃料控制模块214将燃料喷射参数从第二值调节到第一值。燃料控制模块214可以在第二时段上将燃料喷射参数从第二值调节（例如，缓升或缓降）到第一值。第一和第二时段可以被预先确定。另外，燃料控制模块212可以基于实际发动机速度、发动机102的气缸内的活塞温度和/或与该气缸相关联的燃烧室温度来调节第一和第二时段。在一个示例中，燃料控制模块212可以随着实际发动机速度增加而缩短第一和第二时段并且反之亦然。进而，可以相对于如果第一和第二时段没有缩短则会调节燃料喷射参数的燃烧事件数量，在较少数量的燃烧事件上调节燃料喷射参数。

在另一示例中，随着活塞温度和/或燃烧室温度的变化速率增加，燃料控制模块212可以缩短第一和第二时段，并且反之亦然。燃料控制模块212可以基于发动机运转状态估计活塞温度和/或燃烧室温度。发动机运转状态可以包括发动机速度、每缸空气、进气空气温度、发动机冷却剂温度、空燃比和火花正时。

随着发动机102的温度升高，在瞬态事件期间由发动机102产生的颗粒排放的量可能减少。因此，燃料控制模块214可以基于来自ECT传感器182的发动机冷却剂温度调节阈值。例如，当发动机冷却剂温度大于第一温度时，燃料控制模块214可以增大阈值。第一温度可以是预先确定的温度（例如90度）。替代地，当发动机冷却剂温度大于第一温度时，燃料控制模块214可以减少燃料喷射参数的调节量。在一个示例中，当发动机冷却剂温度大于第一温度时，无论期望每缸空气的移动平均值的变化是否大于阈值，燃料控制模块214都可以不调节燃料喷射参数。

在上文的描述中，燃料控制模块214基于第一时刻的实际发动机速度和每缸空气确定阈值，并且当期望每缸空气的变化大于阈值时调节燃料喷射参数。但是燃料控制模块214可以不确定阈值。燃料控制模块214而是可以基于第一时刻的实际发动机速度、第一时刻的实际每缸空气和从第一时刻至第二时刻的期望每缸空气的变化之间的预定关系来确定燃料喷射参数。预定关系可以体现在查找表和/或等式中。

现在参考图4，相对于x轴406、第一y轴408和第二y轴410绘制了踏板位置信号402和实际每缸空气（APC）信号404。x轴406代表单位为秒的时间。第一y轴408代表加速踏板下压百分比。第二y轴410代表单位为毫克的每缸空气。

在412，发动机空转，车辆惯性滑行，并且发生的任意瞬态事件可以特征为低程度或轻度瞬态事件。因此，根据本发明的系统和方法可以针对燃料燃烧效率和性能优化燃料喷射参数。相对于在中等或大程度瞬态事件期间的燃料喷射参数，被优化的燃料喷射参数可以被较少地影响来减少颗粒排放。在一个示例中，被优化的燃料喷射参数可以针对每个燃烧事件包括单次喷射并且包括基础喷射始点（SOI）正时（例如，在TDC之前300度）。

如上文讨论的那样，系统和方法可以使用期望每缸空气的移动平均值的变化作为瞬态事件的量值的近似。轻度瞬态事件可以对应于小于4毫克的期望每缸空气的移动平均值的变化。中等瞬态事件可以对应于从4毫克至7毫克范围的期望每缸空气的移动平均值的变化。大程度瞬态事件可以对应于大于或等于8毫克的期望每缸空气的移动平均值的变化。

在414，中等瞬态事件发生于低发动机速度和低发动机负荷。响应于此，系统和方法可以将每个燃烧事件的喷射次数从一次增加到两次。此外，系统和方法可以优化相对于单个燃烧事件的燃料喷射器总量的在每次喷射中喷射的燃料量。例如，系统和方法可以在两次喷射中的每次中喷射总量的百分之五十。系统和方法可以针对每个燃烧事件继续执行两次喷射预定时段（例如3秒），并且然后当预定时段结束时返回针对每个燃烧事件执行单次喷射。

将小于或等于800转/分钟（RPM）的发动机速度可以被称为低发动机速度。处于从800RPM到3000RPM范围内的发动机速度可以被称为中等发动机速度。大于3000RPM的发动机速度可以被称为高发动机速度。

系统和方法可以使用实际APC信号404作为发动机负荷的近似。小于或等于100毫克的实际APC可以对应于低发动机负荷。处于从100毫克到300毫克范围内的实际APC可以被称为中等发动机负荷。大于300毫克的实际APC可以对应于高发动机负荷。

在416，大程度瞬态事件发生于低发动机速度和低发动机负荷。响应于此，系统和方法可以将喷射次数从一次增加到三次。此外，系统和方法可以优化相对于单个燃烧事件的燃料喷射器总量的在每次喷射中喷射的燃料量。例如，系统和方法可以在三次喷射中的每次中喷射总量的大约百分之三十三。系统和方法可以针对每个燃烧事件继续执行两次喷射预定时段（例如3秒），并且然后当预定时段结束时返回针对每个燃烧事件执行单次喷射。

在418，大程度瞬态事件发生于中等发动机速度和中等发动机负荷。响应于此，系统和方法可以将喷射次数从一次增加到两次，并且优化相对于单个燃烧事件的燃料喷射器总量的在每次喷射中喷射的燃料量。系统和方法也可以相对于基础SOI正时将SOI正时延迟预定量（例如，10度至50度）。

系统和方法可以继续为每个燃烧事件执行两次喷射，并且延迟SOI正时第一时段（例如3秒）。当第一时段结束时，系统和方法可以为每个燃烧事件执行单次喷射。系统和方法也可以在第二时段上将SOI正时调节为基础SOI正时。第一和第二时段可以是预先确定的和/或可以基于发动机速度、活塞温度和/或燃烧室温度来调节，如上文参考图2所述。

前面的描述在本质上只是例示性的，而绝不意图以任何方式限制本发明、其应用或使用。本发明的广泛的教导可以以各种形式来实施。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受此限制，因为其它修改将通过研究附图、说明书和所附权利要求变得显然。当在本文中使用时，短语A、B和C中的至少一个应该解释为表示使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应理解在不改变本发明的原理的情况下，可以以不同的次序（或同时地）执行方法内的一个或多个步骤。

在包括以下定义的本申请中，术语模块可以用术语电路代替。术语模块可以指下列内容，或者为下列内容的一部分，或者包括下列内容：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；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、专用的或成组的)；存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或成组的)；提供所描述的功能性的其它适当的硬件部件；或者以上内容中的一些或全部的组合，例如在片上系统中。

如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、例程、函数、类别和/或对象。术语共享处理器包含执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器。术语成组处理器包含与附加处理器结合执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器。术语共享存储器包含存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储器。术语成组存储器包含与附加存储器结合存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器。术语存储器可以是术语计算机可读介质的子集。术语计算机可读介质不包含通过介质传播的瞬时电信号和电磁信号，并且因此可以被认为是有形的且非瞬时的。非瞬时性有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁性存储装置和光学存储装置。

在本申请中描述的装置和方法可以部分地或完全地由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来实施。计算机程序包括存储在至少一个非暂时有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括和/或依赖所存储的数据。

Claims (10)

1.一种系统包括：

以下至少一个：

　　期望每缸空气（APC）模块，确定至发动机的每个气缸的期望气流量；和

　　预测歧管绝对压力（MAP）模块，预测将来时刻的所述发动机的进气歧管内的压力；以及

燃料控制模块，基于以下至少一个选择性地调节所述发动机的燃料喷射参数：

　　所述期望每缸空气从第一时刻至第二时刻的变化；和

　　所述预测歧管压力从所述第一时刻至所述第二时刻的变化。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料控制模块进一步基于所述第一时刻的测量发动机速度和所述第一时刻的实际每缸空气来调节所述燃料喷射参数。

3.根据权利要求2所述的系统，还包括实际每缸空气（APC）模块，其基于在所述第一时刻流向所述进气歧管的测量的空气质量流量和所述发动机中的气缸数量来确定所述实际每缸空气。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料控制模块进一步基于所述期望每缸空气和所述预测歧管压力中的至少一个的平均值在预定数量的发动机循环上的变化来调节所述燃料喷射参数。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料喷射参数包括针对一个燃烧事件的燃料喷射次数、相对于针对所述燃烧事件所喷射的燃料总量的对于每次燃料喷射所喷射的燃料量、燃料喷射正时和燃料喷射压力中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的系统，其中当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于阈值时，所述燃料控制模块调节所述燃料喷射参数。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于所述阈值时，所述燃料控制模块至少执行以下之一：

增加针对每个燃烧事件的所述燃料喷射次数；

以及延迟所述燃料喷射正时。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，当所述期望每缸空气的变化和所述预测歧管压力的变化中的至少一个大于所述阈值时，所述燃料控制模块将所述燃料喷射参数从第一值调节到第二值并且将所述燃料喷射参数维持在所述第二值第一时段。

9.根据权利要求8所述的系统，其中当所述第一时段结束时，所述燃料控制模块在第二时段上将所述燃料喷射参数从所述第二值调节到所述第一值。

10.一种方法，包括：

以下至少一个：

　　确定至发动机的每个气缸的期望气流量；和预测将来时刻的所述发动机的进气歧管内的压力；和

基于以下至少一个选择性地调节所述发动机的燃料喷射参数：

　　所述期望每缸空气从第一时刻至第二时刻的变化；以及

　　所述预测歧管压力从所述第一时刻至所述第二时刻的变化。