CN112065596B - 在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，所述方法包括：依据每个汽缸的进气的量、喷射器的喷射压力以及发动机的燃烧室的内部压力来为每个汽缸补偿燃料喷射时间；通过操作主动净化泵，对吸收在炭罐中的汽化燃油加压，并将加压的汽化燃油注入进气管中；估算到达每个燃烧室的汽化燃油的量，并依据估算的汽化燃油的量转换燃料喷射时间。

Description

在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法
技术领域
本发明涉及一种在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，更具体地涉及这样的方法，即通过将燃料注入量区别地应用至每个汽缸，从而在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法。
背景技术
车辆中安装有作为氮氧化物还原装置的排气再循环(exhaust gasrecirculation，EGR)装置。通过将排气从排气管再循环至进气管来降低燃烧热，以降低氮氧化物的产生。
如图1所示，当节气门1的开度较小时，EGR气体G2在稳压罐(surge tank)2中与进气G1混合，然后移动至每个燃烧室。然而，如图2所示，当与稳压罐2连接的节气门1的开度较大时，EGR气体G2在稳压罐2中不与进气G1混合，而是向特定的燃烧室集中移动。
如图1所示，当节气门1的开度较小时，在节气门1的背面产生涡流，使进气G1从稳压罐2向着节气门1回流。回流的进气在节气门1的一个表面上碰撞，然后在回流的进气与沿进气管3的内部侧面新引入的进气混合的状态下再次被引入稳压罐2。EGR气体G2也通过在节气门1的背面上产生的涡流而从稳压罐2向节气门1回流，然后在EGR气体G2与沿进气管3的内部侧面新引入的进气G1混合的状态下再次被引入稳压罐2。因此，EGR气体G2容易地与进气G1混合。
然而，如图2所示，当节气门1的开度较大时，在节气门1的背面几乎不产生涡流。因此，进气难以从稳压罐2回流至节气门1。通过节气门1流入稳压罐2的进气G1根据在燃烧室中发生的压力变化而移动至特定的燃烧室。因此，EGR气体G2在稳压罐2中几乎不与进气G1混合，而是集中在特定的燃烧室。
在燃料箱中产生的汽化燃油被收集在炭罐中，随后与燃料一起燃烧以进行净化过程。当汽化燃油被净化时，汽化燃油从炭罐移动至进气管。于是，进气中含有碳氢化合物。如上所述，当节气门的开度较小时，进气中包含的碳氢化合物也容易与稳压罐中的进气混合，但是当节气门的开度较大时，进气中包含的碳氢化合物不容易与稳压罐中的进气混合。因此，当节气门的开度较大时，大量的汽化燃油仅被引入特定的燃烧室。
燃料通过喷射器供应至进气。喷射器安装在稳压罐、进气歧管和燃烧室的任何一个上。喷射器设计为具有恒定喷射压力。为了向进气供应预定的量，调节喷射器的工作正时和工作时间。喷射器的工作正时和工作时间根据安装于车辆的各种传感器获得的信号调节为使得燃烧室中的燃烧可以完全燃烧。
然而，如上所述，当EGR气体或汽化燃油流入进气管时，依据节气门的开度，EGR气体或汽化燃油仅集中在特定的燃烧室。传统的喷射器的工作正时和工作时间的调节没有考虑到EGR气体或汽化燃油的集中情况。因此，由于相对于氧气的燃料量可能大或小，无法防止在特定燃烧室内发生不完全燃烧。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，该方法配置为即使将汽化燃油注入进气中也能维持特定燃烧室内相对于氧气的燃料的适当水平，以促使完全燃烧。
为了实现上述目标，根据本发明的示例性实施方案，提供了一种在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，包括：依据每个汽缸的进气的量、喷射器的喷射压力以及发动机的燃烧室的内部压力来为每个汽缸补偿燃料喷射时间；通过操作主动净化泵，对吸收在炭罐中的汽化燃油加压，并将加压的汽化燃油注入进气管中；估算到达每个燃烧室的汽化燃油的量，并依据估算的汽化燃油的量转换燃料喷射时间。
在为每个汽缸补偿的燃料喷射时间时，泵的燃料压缩力可以依据压缩燃料的泵中存在的燃料的温度而改变。
在对汽化燃油进行加压并将加压的汽化燃油注入进气管中时，可以依据燃烧室的内部压力和压缩燃料的泵中存在的燃料的温度来改变校正系数，该校正系数用于测量通过多次喷射燃料而供应至燃烧室的燃料总量，并且泵的燃料压缩力可以依据所测量的燃料总量而改变。
汽化燃油的量可以通过结合主动净化泵的转数、净化控制电磁阀(purge controlsolenoid valve，PCSV)的打开和关闭正时以及打开量、发动机的进气门和排气门的打开和关闭正时来估算。
可以估算循环至进气管的EGR气体中到达每个燃烧室的EGR气体的量，每个汽缸的燃料喷射时间可以依据估算的EGR气体的量进行补偿或转换。
通过将所述估算的汽化燃油的量、所改变的校正系数和所改变的泵的燃料压缩力额外地应用至映射来转换每个汽缸的燃料喷射时间，所述映射中每个汽缸的燃料喷射时间都已建模。
为每个当前运行模式指定的模式值可以额外地应用为校正每个汽缸的燃料喷射时间都已建模的所述映射。
发动机的每个汽缸的进气门和排气门的打开和关闭可以被延迟或滞后，从而为每个运行区域补偿发动机的振动或进气门和排气门的脉动。
主动净化泵可以安装在连接于炭罐与进气管之间的净化管线上，PCSV可以安装在位于主动净化泵与进气管之间的净化管线上，压力传感器可以安装在位于主动净化泵与PCSV之间的净化管线上。
为了实现上述目标，根据本发明的各个示例性实施方案，提供了一种在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，该方法包括：测量通过进气歧管流入每个汽缸的进气的压力，并根据引入每个汽缸的进气的压力确定每个汽缸的进气的量；依据吸收到炭罐中的汽化燃油的总量来设置目标净化量，并确定满足目标净化量的主动净化泵的转数以及PCSV的打开正时和打开量；在目标净化量得到满足时，估算要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量；在每个汽缸的进气的量和目标净化量得到满足时，考虑要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量而校正供应至每个汽缸的燃料量。
在校正供应至每个汽缸的燃料量时，可以额外地考虑行驶空气温度、行驶海拔、以及在打开PCSV以满足目标净化量之前通过主动净化泵集中在PCSV的前端部的汽化燃油的浓度，而校正供应至每个汽缸的燃料量。
在校正供应至每个汽缸的燃料量时，记录行驶空气温度、行驶海拔、在打开PCSV以满足目标净化量之前通过主动净化泵集中在PCSV的前端部的汽化燃油的浓度、以及校正的供应至每个汽缸的燃料量。
根据如上所述配置的本发明的示例性实施方案，根据在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，通过确定由喷射器对每个汽缸的燃料喷射时间，然后估算引入每个燃烧室中的汽化燃油的量，从而校正燃料喷射时间，因此降低了由于汽化燃油发生富燃的可能性。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1和图2为现有的节气门和稳压罐的示例性截面图。
图3为根据本发明的示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法的流程图。
图4为显示燃料供应系统的框图。
图5为根据本发明的各个示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法的流程图。
图6为根据本发明的示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的系统的示例性示意图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由本发明涉及目标应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例在附图中示出并描述如下。尽管将结合本发明的示例性实施方案对本发明进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
在下文中，将参照附图描述根据本发明的示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法。根据本发明的示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法由安装于车辆的控制单元实现。控制单元从安装于车辆的各种传感器接收信号。控制单元从接收到的信号中得出变量，将得出的变量代入存储的程序、公式和映射中，以在每个步骤中得出所需的结果值。控制单元通过得到的结果值来操作每个装置。
如图3所示，根据本发明的示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法包括：依据每个汽缸的进气的量、喷射器600的喷射压力以及发动机R的燃烧室的内部压力来为每个汽缸补偿燃料喷射时间(S110)；通过操作主动净化泵300对吸收在炭罐100中的汽化燃油加压，并将加压的汽化燃油注入进气管I中(S120)；估算到达每个燃烧室R的汽化燃油的量，并依据估算的汽化燃油的量转换燃料喷射时间(S130)。
在为每个汽缸补偿燃料喷射时间(S110)时，基于根据喷射器600的工作每单位时间供应至燃烧室R的燃料量和供应至每个汽缸的空气量，确定每个汽缸的喷射器600的燃料喷射时间，使得在燃烧室R中满足适当的混合比。喷射器600设置于每个汽缸。
根据一个示例，流量计安装在连接至每个汽缸的进气歧管M上。基于由流量计产生的信号确定燃烧室R的内部压力。燃烧室R的内部压力形成对从喷射器600喷射的燃料的反作用力。确定燃烧室R的内部压力和喷射器600的喷射压力，以估算每小时从实际喷射器600喷射的燃料量。供应至每个汽缸的空气量基于安装在每个进气歧管M上的流量计产生的信号而确定。
此外，如图4所示，从燃料供应系统(该燃料供应系统压缩并供应燃料)向每个喷射器600供应加压的燃料。燃料供应系统具有低压区域和高压区域。低压区域为燃料箱T和连接在燃料箱T与泵P之间的油路O。高压区域为压缩燃料的泵P和分配管D，分配管D容纳被泵P加压的燃料并且连接至每个喷射器600。由于由泵P工作产生的热量，高压区域是非常热的。
因此，仅当对油路O施加足够的压力时，油路O中存在的燃料才能够以液态存在。在为每个汽缸补偿燃料喷射时间(S110)时，泵P的燃料压缩力依据泵P(该泵P对燃料进行压缩以使油路O中存在的燃料保持液态)中存在的燃料的温度而变化。
在对汽化燃油进行加压并将加压的汽化燃油注入进气管I中(S120)时，依据燃烧室R的内部压力和压缩燃料的泵P中存在的燃料的温度，改变用于测量通过多次喷射燃料而供应至燃烧室R的总燃料量的校正系数。同时，泵P的燃料压缩力依据压缩燃料的泵P的内部温度或所测量的总燃料量而变化。
当每个喷射器600工作时，存在于分配管D中的处于加压状态的燃料通过喷射器600被喷射至每个燃烧室R中。在连续多级喷射期间，在分配管D中存在的燃料中可能会发生压力变化。校正系数表示在多级喷射期间经过喷射器600的燃料的压力变化率。
在燃料喷射时间的转换(S130)中，汽化燃油的量通过结合主动净化泵300的转数、PCSV400的打开和关闭正时以及打开量、发动机的进气门和排气门的打开和关闭正时来估算。
通过将估算的汽化燃油的量、改变的校正系数和改变的泵P的燃料压缩力额外地应用至映射来转换每个汽缸的燃料喷射时间，所述映射中每个汽缸的燃料喷射时间都已建模。此外，为每个当前运行模式指定的模式值被额外地应用至映射(所述映射中每个汽缸的燃料喷射时间都已建模)。
此外，依据燃料喷射时间的变化，发动机中可能产生超过适当范围的振动。由于在进气门和排气门中产生的脉动而到达燃烧室R的汽化燃油的量可能与估算的汽化燃油的量不同。于是，每个汽缸的进气门和排气门的打开和关闭被延迟或滞后，从而为每个运行区域补偿发动机的振动或进气门和排气门的脉动。
运行模式包括舒适模式，运动模式和经济模式。运行模式由驾驶员选择。在经济模式的情况下，与舒适模式和运动模式相比，由喷射器600的燃料喷射时间相对减少，从而可能发生稀燃(lean combustion)。在运动模式的情况下，与经济模式和舒适模式相比，由喷射器600的燃料喷射时间增加，从而可能发生富燃(rich combustion)，但是发动机可以产生高输出。在舒适模式的情况下，由喷射器600的燃料喷射时间根据行驶速度和发动机负载而增加或减少。
如图5所示，根据本发明的各个示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法包括：测量通过进气歧管流入每个汽缸的进气压力，并根据引入每个汽缸的进气压力确定每个汽缸的进气的量(S210)；依据吸收到炭罐100中的汽化燃油的总量来设置目标净化量，并确定能够满足目标净化量的主动净化泵300的转数以及PCSV400的打开正时和打开量(S220)；当目标净化量得到满足时，估算要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量(S230)；以及当每个汽缸的进气的量和目标净化量可以得到满足时，考虑要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量而校正供应至每个汽缸的燃料量(S240)。
在确定每个汽缸的进气的量(S210)时，根据流量计中产生的信号确定发动机的燃烧室R的内部压力。根据一个示例，流量计安装在连接至每个汽缸的进气歧管M上。燃烧室R的内部压力形成对从喷射器600喷射的燃料的反作用力。确定燃烧室R的内部压力和喷射器600的喷射压力，以估算每小时从实际喷射器600喷射的燃料量。基于安装在每个进气歧管M上的流量计产生的信号确定供应至每个汽缸的空气量。
在确定主动净化泵300的转数以及PCSV400的打开正时和打开量(S220)时，目标净化量是依据吸收到炭罐100中的汽化燃油总量来设定的。在设定目标净化量时，考虑车速和发动机负荷。确定可以满足目标净化量的主动净化泵300的转数以及PCSV400的打开正时和打开量。
在估算要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量时(S230)，基于主动净化泵300的转数，得出主动净化泵300的前端部与后端部之间的压力差。通过将PCSV400的打开正时和打开量用作变量来确定从PCSV400流入进气管的汽化燃油的量和空气量。根据主动净化泵300的前端部和后端部之间的压力差来预测在主动净化泵300与PCSV400之间压缩的汽化燃油的浓度。
在校正供应至每个汽缸的燃料量时(S240)，当每个汽缸的进气的量和目标净化量得到满足时，考虑要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量而校正供应至每个汽缸的燃料量。
准备映射，在该映射中依据进气的量和发动机负载而供应适当的燃料量。作为用于映射校正的变量，当每个汽缸的进气的量和目标净化量得到满足时，应用要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气量。
在校正供应至每个汽缸的燃料量(S240)时，除了进气的量、汽化燃油的量以及每个汽缸的空气量之外，还应考虑行驶空气温度，行驶海拔以及集中在PCSV400前端部分的汽化燃油的浓度，从而校正供应至每个汽缸的燃料量。
此时，每单位时间记录行驶空气温度、行驶海拔、集中在PCSV400的前端部分的汽化燃油的浓度、以及校正的供应至每个汽缸的燃料量，作为学习变量。
如图6所示，根据本发明的示例性实施方案的在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的系统包括炭罐100、净化管线200、主动净化泵300、PCSV400、多个压力传感器500、多个喷射器600、排气管700、EGR装置800和节气门体B，炭罐100连接至燃料罐T以吸收汽化燃油，净化管线200连接在炭罐100与进气管I之间，主动净化泵300安装在净化管线200上，PCSV400安装在位于进气管I与主动净化泵300之间的净化管线200上，多个压力传感器500分别安装在位于主动净化泵300与PCSV400之间的净化管线200以及位于炭罐100与主动净化泵300之间的净化管线200上，多个喷射器600将燃料喷射到连接至进气管I的每个燃烧室R，排气管700连接至燃烧室R，EGR装置800将排气从排气管700循环至进气管I，节气门体B安装在进气管I与稳压罐S之间的连接部分。
通过操作主动净化泵300，可以在净化管线200上的主动净化泵300与PCSV400之间的部分中压缩汽化燃油。通过调节主动净化泵300的转数来调节在主动净化泵300与PCSV400之间的部分中收集的汽化燃油的浓度。可以通过调节PCSV400的打开和关闭正时以及打开量来调节从净化管线200引入进气管I的汽化燃油的量。密度基于汽化燃油的浓度确定。燃料喷射量可以基于所确定的汽化燃油的密度来调节。
基于主动净化泵300的转数、PCSV 400的打开和关闭正时以及打开量、进气门和排气门的打开和关闭正时，可以估算到达每个燃烧室R的汽化燃油的量。可以估算由EGR装置800的工作而循环至进气管I的EGR气体中到达每个燃烧室R的EGR气体的量。每个汽缸的燃料喷射时间可以依据估算的EGR气体的量来补偿或转换。
根据如上所述配置的本发明的示例性实施方案，根据在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，通过确定由喷射器600对每个汽缸的燃料喷射时间，然后估算引入每个燃烧室R中的汽化燃油的量，从而校正燃料喷射时间，因此降低了由于汽化燃油发生富燃的可能性。
在本发明的示例性实施方案中，控制器连接至燃料供应系统的至少一个元件，以控制其工作。
另外，术语“控制器”指的是包括存储器和处理器的硬件装置，该处理器被配置成执行一个或更多个步骤(其理解为算法结构)。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明的各种示例性实施方案的方法的一个或多个过程。
控制器可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于执行根据本发明的各种示例性实施方案的方法的一系列命令。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背后”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词指代直接连接和间接连接。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举的，或将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教示很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求及其等效形式所限定。

Claims (12)

1.一种在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，所述方法包括：
依据每个汽缸的进气的量、喷射器的喷射压力以及发动机的燃烧室的内部压力来为每个汽缸补偿燃料喷射时间；
通过操作净化泵，对吸收在炭罐中的汽化燃油加压，并将加压的汽化燃油注入进气管中；
估算到达每个燃烧室的汽化燃油的量，并依据估算的汽化燃油的量调节燃料喷射时间，
其中，在对汽化燃油进行加压并将加压的汽化燃油注入进气管中时，
依据燃烧室的内部压力和压缩燃料的泵中存在的燃料的温度来改变校正系数，该校正系数用于测量通过多次喷射燃料而供应至燃烧室的燃料的总量，并且
泵的燃料压缩力依据所测量的燃料的总量而改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在为每个汽缸补偿燃料喷射时间时，泵的燃料压缩力依据压缩燃料的泵中存在的燃料的温度而改变。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，汽化燃油的量通过结合净化泵的转数、净化控制电磁阀的打开和关闭正时以及打开量、发动机的进气门和排气门的打开和关闭正时来估算。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，估算循环至进气管的EGR气体中到达每个燃烧室的EGR气体的量；
每个汽缸的燃料喷射时间依据估算的EGR气体的量进行补偿或调节。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所估算的汽化燃油的量、所改变的校正系数和所改变的泵的燃料压缩力应用至映射来调节每个汽缸的燃料喷射时间，所述映射中每个汽缸的燃料喷射时间都已建模。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，为每个当前运行模式指定的模式值应用为校正每个汽缸的燃料喷射时间都已建模的所述映射。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，每个汽缸的进气门和排气门的打开和关闭被延迟或滞后，从而为每个运行区域补偿发动机的振动或进气门和排气门的脉动。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述净化泵安装在连接于炭罐与进气管之间的净化管线上；
净化控制电磁阀安装在位于净化泵与进气管之间的净化管线上；
压力传感器安装在位于净化泵与净化控制电磁阀之间的净化管线上。
9.一种在净化期间为发动机的每个汽缸补偿燃料的方法，该方法包括：
测量通过发动机的进气歧管流入每个汽缸的进气的压力，并根据引入每个汽缸的进气的压力确定每个汽缸的进气的量；
依据吸收到炭罐中的汽化燃油的总量来设置目标净化量，并确定满足目标净化量的净化泵的转数以及净化控制电磁阀的打开正时和打开量；
在确定目标净化量得到满足时，估算要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气的量；
在确定每个汽缸的进气的量和目标净化量得到满足时，考虑要引入每个汽缸的汽化燃油的量和空气的量而校正供应至每个汽缸的燃料量。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在校正供应至每个汽缸的燃料量时，考虑行驶空气温度、行驶海拔、以及在打开净化控制电磁阀以满足目标净化量之前通过净化泵集中在净化控制电磁阀的前端部的汽化燃油的浓度，而校正供应至每个汽缸的燃料量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在校正供应至每个汽缸的燃料量时，记录行驶空气温度、行驶海拔、在打开净化控制电磁阀以满足目标净化量之前通过净化泵集中在净化控制电磁阀的前端部的汽化燃油的浓度、以及校正的供应至每个汽缸的燃料量。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，
所述净化泵安装在连接于炭罐与进气管之间的净化管线上；
所述净化控制电磁阀安装在位于净化泵与进气管之间的净化管线上；
压力传感器安装在位于净化泵与净化控制电磁阀之间的净化管线上。
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