專利名稱：控制汽化排放的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機，尤其涉及控制發(fā)動機排放的系統(tǒng)。
背景技術：
內(nèi)燃機在氣缸內(nèi)燃燒空氣/燃料(A/F)混合物，以驅動活塞和提供驅動扭矩。空氣通過節(jié)氣門和進氣歧管供給到氣缸。燃料噴射系統(tǒng)從燃料箱供給燃料，以基于所需的A/F混合物向氣缸提供燃料。為防止燃料蒸汽的揮發(fā)，車輛可包括汽化排放系統(tǒng)，其包括從燃料箱吸收燃料蒸汽的炭罐、炭罐通氣閥和排氣閥。炭罐通氣閥允許空氣流入炭罐。排放閥從炭罐向進氣系統(tǒng)供給空氣與汽化燃料的混合物。
閉環(huán)控制系統(tǒng)基于系統(tǒng)輸出的反饋調(diào)整系統(tǒng)的輸入。通過監(jiān)測廢氣內(nèi)的氧氣量，閉環(huán)燃料控制系統(tǒng)管理發(fā)動機的燃料供給。基于氧氣傳感器的輸出，發(fā)動機控制模塊調(diào)整燃料供給，以符合理想A/F比(14.7比1)。通過監(jiān)測怠速時的發(fā)動機速度變化，速度控制系統(tǒng)控制發(fā)動機進氣流和點火提前。
通常，燃料箱存儲液體燃料，例如汽油、柴油、甲醇或其它燃料。液體燃料可汽化成燃料蒸汽，增加了燃料箱內(nèi)的壓力。燃料的汽化由通過輻射、對流和/或傳導傳遞到燃料箱的能量引起。設計汽化排放控制(EVAP)系統(tǒng)，以存儲和處理燃料蒸汽，從而防止揮發(fā)。更具體地，EVAP系統(tǒng)將燃料蒸汽從燃料箱返回至發(fā)動機，以在其中燃燒。
EVAP系統(tǒng)包括汽化排放炭罐(EEC)和排氣閥。當燃料箱內(nèi)燃料蒸汽增加時，燃料蒸汽流入EEC。排氣閥控制燃料蒸汽從EEC至進氣歧管的流動。排氣閥可在打開與關閉位置之間調(diào)節(jié)，以調(diào)整燃料蒸汽至進氣歧管的流動。排氣閥的不恰當操作可引起多種不利情形，包括，但不限于，怠速縱震、穩(wěn)態(tài)節(jié)氣門縱震、和不利的排放水平。
發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制發(fā)動機燃料系統(tǒng)內(nèi)的閥的控制系統(tǒng)，包括感測發(fā)動機氣流量(Mengair)的發(fā)動機氣流傳感器、感測環(huán)境壓力(Pbaro)的環(huán)境壓力傳感器、和感測環(huán)境溫度(Tamb)的環(huán)境溫度傳感器。致動器確定模塊基于所述Mengair、所述Pbaro和所述Tamb中至少一個確定所述閥的有效面積(Aeff)。工作循環(huán)(DC)計算模塊基于所述Aeff確定所述閥的第一工作循環(huán)(DC)。
在其它特征中，所述第一DC基于所述Aeff、第一斜率(M1)、第一偏移(B1)和第一DC公式，所述Aeff基于所述Mengair、基于所述Mengair的所述閥的排氣流百分比(FP)、第一預定常量(C1)、壓力驅動函數(shù)δ、第一壓力(P1)、所述Tamb和Aeff公式所述P1基于所述Pbaro、第二預定常量(K1)、有效排氣流百分比(FPact)、所述Mengair、所述Tamb、所述Pbaro和P1公式 在其它特征中，當所述第一DC之一超過DC閾值和低于所述DC閾值時，所述DC計算模塊計算補償?shù)腄C，該補償?shù)腄C基于所述Aeff、第二斜率(M2)、第二偏移(B2)和補償?shù)腄C公式所述M2和所述B2基于所述B1，并且所述第一DC設定為等于所述補償?shù)腄C。所述B1基于歧管真空(MV)、由供給到所述閥的所述V和所述Tamb中的至少一個，其中所述MV基于MV公式(Pbaro-P2)。
在其它特征中，當所述第一DC與第二DC之間的差超過了預定比較閾值時，所述DC計算模塊以第一已達DC指令所述閥，其中所述第一已達DC基于所述第一DC和所述第二DC。當所述第一DC與所述第二DC之間的所述差低于所述預定比較閾值時，所述DC計算模塊以第二已達DC指令所述閥，其中所述第一已達DC設定為等于所述第二已達DC。所述第二DC設定為等于所述第一DC。
在其它特征中，所述δ基于所述P1與所述P2的壓力比。當所述壓力比低于δ閾值時，所述δ等于δ常量。當所述壓力比超過δ閾值時，所述δ基于所述P1、所述P2和δ公式δ＝3.8639(PR1.42857-PR1.71428)0.5。
一種用于控制發(fā)動機燃料系統(tǒng)中燃料蒸汽的系統(tǒng)，包括感測發(fā)動機氣流量(Mengair)的發(fā)動機氣流傳感器。排氣預置模塊基于有效流百分比(FPact)和期望流百分比(FPdes)確定所述燃料系統(tǒng)內(nèi)所述燃料蒸汽的量，其中所述FPact和所述FPdes基于所述Mengair。排氣學習模塊控制所述發(fā)動機內(nèi)所述燃料蒸汽的所述量。
在其它特征中，當所述FPact低于所述FPdes時，所述排氣預置模塊增加所述FPact。所述排氣預置模塊基于有效第二陣列值(PLMact)、有效第一陣列值(LTMact)、所述FPdes、所述FPact和PLMadj公式計算對應于所述Mengair的調(diào)整的第二陣列值(PLMadj)。所述PLMadj、所述PLMact和所述LTMact為燃料消耗率乘法器。所述PLMadj、所述PLMact、所述LTMact、所述FPact和所述FPdes由所述Mengair標引。
在其它特征中，當PLMlim超過所述PLMadj時，所述排氣學習模塊計算預定第二陣列閾值(PLMlim)的有限流百分比(FPlim)。所述排氣學習模塊基于所述FPlim、第一陣列(LTMi)、所述LTMact、所述PLMact、所述FPact和有限PLM公式計算至少一個第二陣列值(PLMi)。所述i表示當前操作位置。所述排氣學習模塊將所述FPact設定為等于所述FPlim，并且當所述FPdes超過所述FPact，且所述PLMlim超過所述PLMact時，所述學習模塊將所述FPact減小預定FPact常量(Y)，當所述FPdes超過所述FPact，且所述PLMact超過所述PLMlim時，所述排氣學習模塊將所述FPact增加Y。
在其它特征中，當所述FPact超過所述FPdes時，所述排氣學習模塊將所述FPact設定為等于FPdes，并且其中所述排氣學習模塊基于所述LTMi、LTMact、PLMact、當前位置FP(FPi)、所述FPact、所述LTMi和第二陣列公式計算至少一個第二陣列值(PLMi)。
在其它特征中，所述系統(tǒng)還包括閾值補償模塊，當所述燃料蒸汽的所述量低于燃料蒸汽閾值時，該閾值補償模塊確定第二陣列值(PLMi)。所述第二陣列為燃料消耗率乘法器。所述i表示當前位置。當所述燃料系統(tǒng)中的閥的工作循環(huán)超過DC閾值時，所述閾值補償模塊確定閾值流百分比(FPDCthres)，其中所述FPDCthres基于氣體常量(C1)、壓力驅動函數(shù)(δ)、修正壓力(Pcorr)、環(huán)境溫度(Tamb)、發(fā)動機氣流(Mengair)和FPthres公式基于所述Pcorr、歧管絕對壓力(P2)、空氣常量(C1)和δ公式δ＝3.8639(PR1.42857-PR1.71428)0.5計算所述δ。所述Pcorr基于環(huán)境壓力(Pbaro)、DC閾值、所述DC、第二斜率(M2)、第二偏移(B2)和第一壓力(P1)。
在其它特征中，所述閾值補償模塊基于所述FPact、有效第一陣列值(LTMact)、所述FPthres、所述FPact和PLMthres公式確定DC閾值第二陣列值(PLMthres)。當所述發(fā)動機關閉時，所述閾值補償模塊基于所述PLMi、有效第二陣列值(PLMact)、有效第一陣列值(LTMact)、流動百分比(FPi)、所述FPact和LTMi公式確定至少一個第一陣列值(LTMi)。
在其它特征中，當所述發(fā)動機的關閉時間超過關閉時間閾值時，所述排氣預置模塊確定所述燃料蒸汽的所述量。
從詳細描述和附圖，可全面理解本發(fā)明，其中 圖1為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機控制系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)的功能框圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機控制模塊(ECM)的功能框圖； 圖3為示出根據(jù)本發(fā)明確定流動變化的方法的步驟的流程圖； 圖4為示出根據(jù)本發(fā)明確定致動器變化的方法的步驟的流程圖； 圖5為示出根據(jù)本發(fā)明確定瞬時工作循環(huán)(DC)補償?shù)姆椒ǖ牟襟E的流程圖； 圖6為示出根據(jù)本發(fā)明起動排氣控制的方法的步驟的流程圖； 圖7為示出根據(jù)本發(fā)明起動排氣控制的方法的流程圖； 圖8為示出在100％DC期間根據(jù)本發(fā)明控制蒸汽方法的步驟的流程圖。
具體實施例方式 實質(zhì)上，下列優(yōu)選實施例的描述僅僅是示意性的，而絕不是限制本發(fā)明及其應用或使用。為簡便起見，附圖中使用相同的附圖標記來表示相似的元件。如本文所使用的，術語模塊指的是特定用途集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或硬件程序的處理器(共享、專用或群組的)和存儲器、組合邏輯電路或提供所述功能的其它合適部件。
參考圖1，車輛10包括發(fā)動機系統(tǒng)12和燃料系統(tǒng)14。一個或多個控制模塊16與發(fā)動機系統(tǒng)12和燃料系統(tǒng)14通信。燃料系統(tǒng)14有選擇地向發(fā)動機系統(tǒng)12供給液體和/或燃料蒸汽，如下面進一步描述的。
發(fā)動機系統(tǒng)12包括發(fā)動機18、燃料噴射系統(tǒng)20、進氣歧管22和排氣歧管24?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門26吸入進氣歧管22。節(jié)氣門26調(diào)節(jié)流入進氣歧管22的空氣量。進氣歧管22內(nèi)的空氣分配進氣缸28。空氣與燃料混合，空氣/燃料(A/F)混合物在發(fā)動機18的氣缸28內(nèi)燃料。雖然只示出了兩個氣缸28，但是應當理解，發(fā)動機18可包括任意數(shù)量的氣缸28，包括，但不限于1、3、4、5、6、8、10和12個氣缸。燃料噴射系統(tǒng)20包括將液體燃料噴射進氣缸28內(nèi)的液體噴射器。
廢氣流過排氣歧管24，并在催化轉換器30內(nèi)進行處理。廢氣氧氣傳感器32(例如，寬量程的A/F比傳感器)將廢氣A/F比信號發(fā)送到控制模塊16。電壓(V)傳感器33將供給排氣閥34的操作電壓V發(fā)送到控制模塊16。發(fā)動機氣流量(Mengair)傳感器36位于空氣入口內(nèi)，并將基于流入發(fā)動機系統(tǒng)12的空氣量的Mengair信號發(fā)送至控制模塊16。進氣歧管絕對壓力(P2)傳感器38感測發(fā)動機的進氣歧管22內(nèi)的壓力，并將P2信號發(fā)送到控制模塊16。環(huán)境溫度(Tamb)信號和環(huán)境壓力(Pbaro)信號分別由Tamb傳感器39和Pbaro傳感器40產(chǎn)生。
控制模塊16基于氧氣傳感器信號和節(jié)氣門位置控制提供給發(fā)動機的燃料和空氣。這種形式的燃料控制也稱為閉環(huán)燃料控制。閉環(huán)燃料控制通過指令符合空氣流的期望燃料供給，用來將A/F混合物保持在或接近理想的化學計量A/F比。化學計量定義為理想的A/F比(例如，汽油為14.7比1)。發(fā)動機控制可指令不同的氣流，以補償發(fā)動機怠速運行期間的發(fā)動機速度變化。
當A/F比高于化學計量A/F比時，發(fā)動機系統(tǒng)12運行在稀薄燃燒狀態(tài)(即，燃料減少)。當A/F比低于化學計量A/F比時，發(fā)動機系統(tǒng)12運行在濃油燃燒狀態(tài)。燃料控制因素有助于確定A/F比是否處于理想范圍內(nèi)(即，大于最小值，并且小于最大值)。典型的燃料控制因素包括短期積分器(STI)，其基于氧氣傳感器信號的輸入提供燃料增濃的快速指示。例如，如果信號表示A/F比大于指定基準，那么STI增加一個步長。燃料控制調(diào)節(jié)器長期監(jiān)測燃料控制因素內(nèi)的變化。典型的燃料控制調(diào)節(jié)器包括長期調(diào)節(jié)器(LTM)。LTM監(jiān)測STI，并使用積分產(chǎn)生其輸出。
燃料系統(tǒng)14包括含有液體燃料和燃料蒸汽的燃料箱42。燃料入口44從燃料箱42延伸，以能夠填充燃料。燃料蓋46封閉燃料入口44，并且可以包括泄流孔(未示出)。模塊存儲器組件(MRA)48設置在燃料箱42內(nèi)并且包括燃料泵50。MRA48包括液體燃料管路52和燃料蒸汽管路54。
燃料泵50將液體燃料泵送通過液體燃料管路52到達發(fā)動機18的燃料噴射系統(tǒng)20燃料蒸汽系統(tǒng)包括燃料蒸汽管路54和炭罐56。燃料蒸汽通過燃料蒸汽管路54流入炭罐56。燃料蒸汽管路58將排氣閥34連接到炭罐56?？刂颇K16調(diào)節(jié)排氣閥34，以有選擇地使燃料蒸汽能夠流入發(fā)動機18的進氣系統(tǒng)?？刂颇K16調(diào)節(jié)炭罐通氣閥60，以有選擇地使空氣能夠從大氣流入炭罐56。
現(xiàn)在參考圖2，進一步詳細描述發(fā)動機控制系統(tǒng)100。發(fā)動機控制系統(tǒng)100包括與廢氣氧氣傳感器32、Mengair傳感器36、Tamb傳感器39、P2傳感器38、Pbaro傳感器40、和電壓傳感器33通信。排氣預置模塊70從廢氣氧氣傳感器32和Mengair傳感器36接收信號。排氣預置模塊70捕獲預置變量，并通過確定燃料系統(tǒng)14內(nèi)具有的燃料蒸汽量來確定初始排氣控制條件。
排氣學習模塊72與預置模塊72通信，并從廢氣氧氣傳感器32接收信號。排氣學習模塊72對于當前發(fā)動機運行狀況確定一系列排氣學習存儲(PLM)值，并且對于其余發(fā)動機運行狀況自適應地學習PLM值。當為排氣閥34時，PLM值修正燃料系統(tǒng)14內(nèi)的誤差。
閾值補償模塊74從Mengair傳感器36、Tamb傳感器39、P2傳感器38和Pbaro傳感器40接收信號。閾值補償模塊74與排氣學習模塊72和工作循環(huán)(DC)計算模塊80通信，并且當排氣閥34的DC超過DC閾值時計算PLM值。當發(fā)動機18停止時，閾值補償模塊74將PLM值存儲在長期存儲器(LTM)陣列(未示出)中。
流動變量預置模塊76從Mengair傳感器36、Tamb傳感器39、P2傳感器38、Pbaro傳感器40和電壓傳感器33接收信號。流動變量預置模塊76與排氣預置模塊70和DC計算模塊80通信。流動變量預置模塊76確定用于控制排氣閥34的操作的初始流動變量。
致動器確定模塊78與流動變量預置模塊76通信。致動器確定模塊78基于從流動變量預置模塊76接收到的參數(shù)確定排氣閥34的致動器(未示出)的特性。
DC計算模塊80與致動器確定模塊78和閾值補償模塊74通信。DC計算模塊80確定DC操作在DC閾值之下和DC操作超過DC閾值的排氣閥34的DC。DC計算模塊80控制排氣閥34的致動器。
在各種發(fā)動機運行狀況期間，發(fā)動機控制系統(tǒng)100基于對于排氣閥34的不同致動器特性而對排氣閥34的DC進行的調(diào)整，控制排氣閥34。發(fā)動機控制系統(tǒng)100基于調(diào)整的DC，控制流入發(fā)動機18的排氣，從而提供供給到發(fā)動機18的A/F混合物的精確控制。
現(xiàn)在參考圖3，更加詳細地描述用來確定發(fā)動機控制系統(tǒng)100內(nèi)流動變量的方法300。在該實施例中，排氣閥34的具體實施方式
將涉及95公升每分(LPM)排氣閥。本領域的技術人員應當理解，本發(fā)明范圍內(nèi)可預計各種其它實施例，包括，但不限于71LPM排氣閥。該方法300在步驟302中開始。在步驟304中，控制通過處理由Mengair傳感器36、Pbaro傳感器40、P2傳感在38、Tamb傳感器39和電壓傳感器33提供的信號來預置排氣控制變量。在步驟306中，控制確定是否起用排氣控制。如果控制確定不起用排氣控制，控制返回到步驟304。如果控制確定起用排氣控制，控制進行到步驟308。在步驟308中，控制確定有效排氣流百分比(FPact)。控制可從包括但不限于FPact查尋表(未示出)和預定排氣閉環(huán)公式(未示出)的來源確定FPact。FPact查尋表為Mengair的函數(shù)。在具體實施例中，F(xiàn)Pact可為約3％，但是應當理解，其它值的FPact也是可預計到的。
在步驟310中，控制計算表示排氣閥34入口上游的壓力的第一壓力(P1)。通常，當空氣流過產(chǎn)生P1的排氣管路58時，燃料系統(tǒng)14的壓力會產(chǎn)生壓降。P1表示計算的排氣閥34入口處的壓力。P1的值根據(jù)下面的公式確定 其中K表示校準常量(例如，0.173)。雖然在當前實例中K可為0.173，但是其它值的K也是可預定到的。在步驟312中，控制計算第二壓力(P2)相對于P1的壓力比(PR)。P2表示排氣閥34下游的壓力，由P2傳感器38提供。在本發(fā)明中，P2用作排氣閥34上的負壓力。一旦控制確定了PR，那么控制然后就在步驟314中確定壓力增量函數(shù)(δ)。δ表示可壓縮的氣體特性。在具體實施例中，δ的范圍可從0至1?？刂瓶蓮陌ǖ幌抻谝訮R和/或δ公式為基礎的δ查尋表的來源確定。δ可根據(jù)下面的公式確定 δ＝1，for PR＜PRthres(2) δ＝3.8639(PR1.42857-PR1.71428)0.5 for PR＞PRthres(3) 其中PRthres表示壓力比閾值，A1表示空氣常量。在具體實施例中，δ基于約為0.528的PRthres。在步驟316中，方法300結束。
現(xiàn)在參考圖4，更加詳細地描述確定致動器特性的方法400?？刂圃诓襟E402中開始該方法。在步驟403中，控制計算提供到排氣閥34的電壓水平。在步驟404中，控制計算歧管真空(MV)值?？刂剖褂肕V修正排氣閥34的不同致動器的特性。(P1-P2)表示排氣閥34上可由MV近似的力。該力由傳遞至燃料系統(tǒng)14的Pbaro與作用在排氣閥34下游的P2之間的差別產(chǎn)生。在各種實施例中，排氣閥34可為壓力補償式的，因此消除了考慮MV的需要。
在步驟406中，控制確定第一基礎排氣閥偏移(B1)?？刂瓶蓮陌ǖ幌抻贐1查尋表(未示出)的來源確定對于各種操作條件的B1。在各種實施例中，查尋表可為，但不限于，MV和/或操作電壓的函數(shù)。通常，排氣閥34的操作主要受V和MV影響。通常，通過進氣歧管溫度Tinlet估計的燃料蒸汽的絕對溫度影響了B1較小的程度。為簡便起見，Tinlet可假定為Tamb。在具體實施例中，排氣閥34操作在約12V和約20攝氏度。B1用作下述第一線性曲線的第一偏移，其中第一線性曲線計算排氣閥34的閥有效面積(Aeff)。
在步驟408中，控制修正B1由于排氣閥34的Tamb從20攝氏度改變而引起的溫度變化。在步驟410中，控制計算排氣閥34在DC不偏離線性(例如，約98％)的操作條件下的第一排氣閥工作循環(huán)(DCfirst)。排氣閥34的DC為“工作時間”或排氣閥34打開時間相對于單個操作循環(huán)時間的比。通常，DC表示為百分比。排氣閥34的DC如下計算 Mpurge＝FP*Mengair(4) 在公式(4)和(5)中，Aeff表示通過排氣閥34的有效流通面積。對于可在燃料系統(tǒng)14中使用的排氣閥34的每個不同的致動器都計算Aeff值。Aeff為范圍從0至1的標準化無量綱值。Aeff可由基于排氣閥34的操作的兩條線性曲線表征，具體為排氣閥34的工作循環(huán)(DC)。
Mpurge表示燃料系統(tǒng)14的排氣流量。C1為考慮了包括，但不限于，排氣閥34面積、排氣系統(tǒng)的排氣系數(shù)和/或與排出氣體相關的熱力特征等因素的常量。每個排氣閥34對應于不同的C1值。因此，如果改變了燃料系統(tǒng)14內(nèi)使用的排氣閥34，那么也修改C1的值。在該實施例中，C1可具有5.68的值。在預計71LPM排氣閥34的各種實施例中，C1可為4.12。聯(lián)合公式(4)與(5)，并分離出Aeff，產(chǎn)生 其中M1表示當操作于預定DC閾值之下時表征排氣閥34特性的斜率，其將在下面進一步描述。通常，M1與排氣閥34對B1的變化做出貢獻的操作條件無關。在本發(fā)明的各種實施例中，排氣閥的操作頻率包括，但不限于，8Hz、16Hz和/或32Hz。
Aeff＝M1*DCfirst+B1(7) 聯(lián)合公式(6)和(7)，并分離出DC，產(chǎn)生 在步驟412中，方法400結束。
現(xiàn)在參考圖5，更加詳細地描述用來確定瞬時DC補償?shù)姆椒?00?？刂圃诓襟E502中開始方法500。在步驟504中，控制確定方法400的步驟410中計算的DCfirst是否超過了DC閾值。在包括，但不限于，95LPM和71LPM排氣閥60的各種實施例中，DC閾值可為98％。如果DCfirst超過了閾值，那么控制進行到步驟506。在步驟506中，控制計算當DCfirst超過DC閾值時，表征排氣閥34特性的第二線性曲線的補償?shù)呐艢忾y34的斜率M2。
然后，控制在步驟508中計算第二線性曲線的補償偏移B2。M2和B2分別確定為M1和B1的函數(shù)。下面的公式表示第二線性曲線 Acompeff＝M2*DCcomp+B2 (9) 在步驟510中，根據(jù)下面的公式以與DCfirst類似的方式計算DCcomp 通過計算DCcomp，DCfirst設定為等于DCcomp，控制進行到步驟512。如果在步驟504中DCfirst并不超過DC閾值，那么控制進行到步驟512。在步驟512中，控制確定DCfirst與DCsecond之間的差的絕對值。如果該差超過了預定常量Z，那么控制進行到步驟514。在步驟514中，控制確定隨DCfirst和DCsecond變化的已達DC(DCdeliv)。DCdeliv表示控制排氣閥34的操作的輸出DC信號。如果在步驟512中DCfirst與DCsecond之間的差并未超過預定常量Z，那么控制進行到步驟516。在步驟516中，控制將DCdeliv設定為DCfirst。在步驟518中，控制將Dcsecond設定為等于DCfirst，并將DCsecond發(fā)送至方法300的304。在步驟520中，方法500結束。
現(xiàn)在參考圖6A和6B，更加詳細地描述用來預置排氣控制的方法600。當發(fā)動機起動時，控制在步驟602中開始方法600。在步驟604中，控制捕獲包括發(fā)動機停用時間(tengoff)、發(fā)動機氣流(Mengair)、LTM值和PLM值的排氣預置變量。在具體實施例中，LTM和PLM可包括，但不限于，8個單元。LTM單元用于確定長期閉環(huán)燃料乘法器，該乘法器在排氣閥34關閉時控制燃料噴射系統(tǒng)20的燃料噴射器。PLM值用于在排氣閥34打開時控制燃料噴射器。Tengoff的值表示步驟602中發(fā)生的發(fā)動機12前一下降與發(fā)動機12當前上升之間的時滯。
在步驟606中，控制確定是否起用排氣閥34控制。如果不起用排氣閥34控制，那么控制進行到步驟608。在步驟608中，控制起用對應于由Mengair傳感器36提供的Mengair測量的LTM單元(LTMn)。LTM、PLM和FP由Mengair標引。在具體實施例中，LTM、PLM和FP標引進行同樣地校準。控制返回至步驟604。如果不起用排氣閥34控制，那么控制進行到步驟610。在步驟610中，控制確定tengoff是否超過了預定tengoff閾值。tengoff可為，但不限于，等于約1小時的時間間隔。如果tengoff并未超過預定tengoff閾值，那么控制在步驟612中起用基于Mengair值的PLM的適當單元。在步驟612中，控制使用前一關鍵循環(huán)中獲得的PLM值。然后控制前進到方法700的步驟740。
如果在步驟610中tengoff超過了預定tengoff閾值，那么控制進行到步驟614。在步驟614中，控制將PLM的單元(PLMn)設定為等于相應的LTM單元(例如，PLM1＝LTM1)。在步驟616中，控制起用基于由Mengair傳感器36提供的Mengair值的PLM單元(PLMact)。在各種實施例中，控制可參考標引為Mengair的函數(shù)的查尋表。
在步驟618中，控制清除排氣流值(x)，以避免大的“濃”或“稀”A/F混合物偏移。低于14.7的A/F比稱為濃混合物，而高于14.7的A/F比稱為稀混合物。14.7的A/F混合物相當于化學計量的或化學修正的汽油混合物。在步驟620中，控制增加排氣流值，然后在步驟622中繼續(xù)計算實際排氣流百分比(FPact)。在各種實施例中，F(xiàn)Pact可根據(jù)下列公式計算 FPact＝0.1*x2 (11) 前面的公式逐漸地增加FPact，以實現(xiàn)通過排氣閥34供給的汽化氣體水平的逐步升高。在步驟624中，控制開始維持方法600，以允許在步驟626中精確讀取要獲得的閉環(huán)積分器(STM)。STM為燃料消耗率乘法器，其基于氧氣傳感器32確定從濃A/F比至稀A/F比的燃料系統(tǒng)14操作條件，反之亦然。氧氣傳感器32通常布置成橫過發(fā)動機12的排氣歧管24。在燃料系統(tǒng)的濃A/F比操作期間，氧氣傳感器32向控制發(fā)送第一氧氣傳感器電壓水平。在稀A/F比操作期間，氧氣傳感器32發(fā)送第二氧氣傳感器電壓信號。
在步驟628中，控制基于Mengair確定所需的排氣流百分比(FPdes)。在步驟630中，控制確定STM值是否超過了預定第一STM閾值(Y)。如果STM值未超過Y，那么控制進行到步驟634。如果STM值超過Y，那么控制在步驟632中確定FPdes是否超過FPact。如果FPdes超過FPact，那么控制返回至步驟620。但是，如果FPdes未超過FPact，那么控制開始維持方法600，以便在自適應地學習了成為PLM的STM修正之后獲得PLM響應。在步驟636中，控制執(zhí)行第二次讀取STM。
在步驟638中，控制確定第二次讀取的STM是否超過了第二STM閾值(Z)。如果第二次讀取的STM未超過Z，那么控制返回至步驟634。如果在步驟640中第二次讀取的STM超過了Z，那么控制根據(jù)下列公式計算對于當前起用PLM單元的調(diào)整的PLM流百分比(PLMadj) 其中LTMact表示存儲在LTM中對應于當前起用單元的值。在步驟642中，方法600結束。
現(xiàn)在參考圖7，更加詳細地描述用于PLM的蒸汽控制的方法700?？刂圃诓襟E702中開始方法700。然后，在步驟704中，控制確定PLMadj是否低于PLM流百分比限制(PLMlim)。如果PLMadj低于PLMlim，那么控制進行到步驟706。在步驟706中，控制根據(jù)下列公式計算有限PLM流百分比 在步驟708中，控制設定PLM控制標記(flagPLM)，并進行到步驟710，以根據(jù)下列公式計算各個PLM單元的PLMlim值 其中i相當于當前單元位置基準。在步驟712中，控制將FPact設定為等于FPlim。
在步驟714中，控制開始維持方法700以獲得PLM響應。在步驟716中，控制確定STM值是否超過Z。如果STM值未超過Z，那么控制返回到步驟714。如果STM值超過Z，那么控制在步驟718中基于Mengair確定適當?shù)腇P單元。在步驟720中，控制繼續(xù)確定FPact是否低于FPdes。在步驟722中，控制確定PLMact是否低于PLMlim。如果PLMact低于PLMlim，控制進行到步驟724。在步驟724中，控制將FPact減小因數(shù)Y。如果PLMact超過了PLMlim，那么控制進行到步驟726。在步驟726中，控制將FPact增加因數(shù)Y。在步驟728中，控制發(fā)送第二次維持方法700的信號，以獲得PLM響應，并進行到步驟730。
回頭參考步驟720，如果FPact超過FPdes，那么控制進行到步驟734。在步驟734中，控制清除flagPLM，并進行到步驟736。在步驟736中，控制基于FPdes起用FPact。在步驟730中，控制確定絕對STM值是否超過Z。如果STM的值未超過Z，那么控制返回步驟728。如果STM的值超過Z，那么控制進行到步驟732。
回頭參考步驟704，如果PLMadj超過了PLMlim，那么控制進行到步驟732。在步驟732中，控制根據(jù)下列公式計算各PLM單元的PLM值 其中i相當于PLM內(nèi)的單元位置。在步驟738中，控制確定是否設定flagPLM。如果設定flagPLM，那么控制返回到步驟718。如果不設定flagPLM，那么控制進行到步驟740。在步驟740中，控制基于FPdes指令蒸汽控制。方法700在步驟742中結束。
現(xiàn)在參考圖8，更加詳細地描述用于100％DC期間蒸汽控制的方法800?？刂圃诓襟E802中開始方法800。在步驟804中，控制確定LTM和PLM控制變量，包括，但不限于，Mengair、DCnew、點火關鍵位置(keypos)、δ、P1和tbaro。在步驟806中，控制確定是否起用排氣閥34控制。如果不起用排氣閥34控制，那么控制進行到步驟808。在步驟808中，控制起用對應于由Mengair傳感器36提供的Mengair的LTM單元(LTMact)，此后控制前進到步驟822。
如果控制確定起用排氣閥34控制，那么控制進行到步驟810。在步驟810中，控制起用對應于Mengair的PLM單元(PLMact)。在步驟812中，控制確定DCdeliv是否超過100％。如果DCdeliv低于100％，那么控制進行到步驟822。如果DCdeliv超過100％，那么控制進行到步驟814。在步驟814中，控制根據(jù)下列公式計算FPact的流動修正P1(Pcorr) 在步驟816中，控制通過由步驟814提供的Pcorr重新計算δ。在步驟818中，控制根據(jù)下列公式確定排氣閥34經(jīng)歷的FPact是否在100％DC 在步驟820中，控制根據(jù)下列公式計算排氣閥34操作在100％DC時的調(diào)整的PLM(PLM100DC) 在步驟822中，控制確定keypos是否處于關閉狀態(tài)。如果控制確定keypos未設定為關閉，那么控制返回到步驟804。如果keypos設定為關閉，那么控制進行到步驟824。在步驟824中，控制將單元位置基準i預置為零。在步驟826中，控制增加單元位置基準。在步驟828中，對于每個相應的單元位置控制都將LTM值與PLM值幽會。如果對于當前單元LTM的值等于PLM，那么控制返回到步驟826。如果對于當前單元LTM的值不等于PLM，控制進行到步驟830。在步驟830中，控制根據(jù)下列公式基于相應的PLM單元計算和存儲LTM值 在步驟832中，控制確定i是否等于PLM和LTM的最后基準位置。如果i不等于PLM和LTM的最后位置，那么控制返回到步驟826。如果i等于PLM和LTM的最后位置，控制進行到步驟834。在步驟834中，控制結束。
本領域的技術人員現(xiàn)在從前面的描述理解，本發(fā)明的廣泛教導可以多種形式執(zhí)行。因此，盡管已經(jīng)結合其具體實例描述了本發(fā)明，但是由于通過對附圖、說明書和所附權利要求的研究，其它修改對于技術人員是顯而易見的，所以本發(fā)明的實際范圍不應當這樣限制。
權利要求
1.一種用于控制發(fā)動機燃料系統(tǒng)內(nèi)的閥的控制系統(tǒng)，包括
發(fā)動機氣流傳感器，其感測發(fā)動機氣流量(Mengair)；
環(huán)境壓力傳感器，其感測環(huán)境壓力(Pbaro)；
環(huán)境溫度傳感器，其感測環(huán)境溫度(Tamb)；
致動器確定模塊，其基于所述Mengair、所述Pbaro和所述Tamb中至少一個確定所述閥的有效面積(Aeff)；以及
工作循環(huán)(DC)計算模塊，其基于所述Aeff確定所述閥的第一工作循環(huán)(DC)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一DC基于所述Aeff、第一斜率(M1)、第一偏移(B1)和第一DC公式，
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述Aeff基于所述Mengair、基于所述Mengair的所述閥的排氣流百分比(FP)、第一預定常量(C1)、壓力驅動函數(shù)δ、第一壓力(P1)、所述Tamb和Aeff公式
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述P1基于所述Pbaro、第二預定常量(K1)、有效排氣流百分比(FPact)、所述Mengair、所述Tamb、所述Pbaro和P1公式
5.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中當所述第一DC超過DC閾值和低于所述DC閾值之一發(fā)生時，所述DC計算模塊計算補償?shù)腄C，該補償?shù)腄C基于所述Aeff、第二斜率(M2)、第二偏移(B2)和補償?shù)腄C公式
所述M2和所述B2基于所述B1，并且所述第一DC設定為等于所述補償?shù)腄C。
6.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述B1基于歧管真空(MV)、供給到所述閥的所述V和所述Tamb中的至少一個，其中所述MV基于MV公式(Pbaro-P2)。
7.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中當所述第一DC與第二DC之間的差超過了預定比較閾值時，所述DC計算模塊以第一已達DC指令所述閥，其中所述第一已達DC基于所述第一DC和所述第二DC；并且
當所述第一DC與所述第二DC之間的所述差低于所述預定比較閾值時，所述DC計算模塊以第二已達DC指令所述閥，其中所述第一已達DC設定為等于所述第二已達DC。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第二DC設定為等于所述第一DC。
9.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述δ基于所述P1與所述P2的壓力比；
其中當所述壓力比低于δ閾值時，所述δ等于δ常量；并且
其中當所述壓力比超過δ閾值時，所述δ基于所述P1、所述P2和δ公式
δ＝3.8639(PR1.42857-PR1.71428)0.5。
10.一種用于控制發(fā)動機燃料系統(tǒng)中燃料蒸汽的系統(tǒng)，包括
發(fā)動機氣流傳感器，其感測發(fā)動機氣流量(Mengair)；
排氣預置模塊，其基于有效流百分比(FPact)和期望流百分比(FPdes)確定所述燃料系統(tǒng)內(nèi)所述燃料蒸汽的量，其中所述FPact和所述FPdes基于所述Mengair；以及
排氣學習模塊，其控制所述發(fā)動機內(nèi)所述燃料蒸汽的所述量。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其中當所述FPact低于所述FPdes時，所述排氣預置模塊增加所述FPact。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述排氣預置模塊基于有效第二陣列值(PLMact)、有效第一陣列值(LTMact)、所述FPdes、所述FPact和PLMadj公式計算對應于所述
Mengair的調(diào)整的第二陣列值(PLMadj)；
其中所述PLMadj、所述PLMact和所述LTMact為燃料消耗率乘法器；并且
其中所述PLMadj、所述PLMact、所述LTMact、所述FPact和所述FPdes由所述Mengair標引。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中當預定第二陣列閾值(PLMlim)超過所述PLMadj時，所述排氣學習模塊計算預定第二陣列閾值(PLMlim)的有限流百分比(FPlim)；并且
其中所述排氣學習模塊基于所述FPlim、第一陣列(LTMi)、所述LTMact、所述PLMact、所述FPact和有限PLM公式計算至少一個第二陣列值(PLMi)；
其中所述i表示當前操作位置。
14.如權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述排氣學習模塊將所述FPact設定為等于所述FPlim，并且當所述FPdes超過所述FPact，且所述PLMlim超過所述PLMact時，所述學習模塊將所述FPact減小預定FPact常量(Y)，當所述FPdes超過所述FPact，且所述PLMact超過所述PLMlim時，所述排氣學習模塊將所述FPact增加Y。
15.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中當所述FPact超過所述FPdes時，所述排氣學習模塊將所述FPact設定為等于FPdes，并且其中所述排氣學習模塊基于所述LTMi、LTMact、PLMact、當前位置FP(FPi)、所述FPact、所述LTMi和第二陣列公式計算至少一個第二陣列值(PLMi)。
16.如權利要求10所述的系統(tǒng)，還包括
閾值補償模塊，當所述燃料蒸汽的所述量低于燃料蒸汽閾值時，該閾值補償模塊確定第二陣列值(PLMi)；
其中所述第二陣列為燃料消耗率乘法器；并且
其中i表示當前位置。
17.如權利要求16所述的系統(tǒng)，其中當所述燃料系統(tǒng)中的閥的工作循環(huán)超過DC閾值時，所述閾值補償模塊確定閾值流百分比(FPDCthres)，其中所述FPDCthres基于氣體常量(C1)、壓力驅動函數(shù)(δ)、修正壓力(Pcorr)、環(huán)境溫度(Tamb)、發(fā)動機氣流(Mengair)和FPthres公式
其中基于所述Pcorr、歧管絕對壓力(P2)、空氣常量(C1)和δ公式δ＝3.8639(PR1.42857-PR1.71428)0.5計算所述δ；
其中所述Pcorr基于環(huán)境壓力(Pbaro)、DC閾值、所述DC、第二斜率(M2)、第二偏移(B2)和第一壓力(P1)。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述閾值補償模塊基于所述FPact、有效第一陣列值(LTMact)、所述FPthres、所述FPact和PLMthres公式確定DC閾值第二陣列值(PLMthres)。
19.如權利要求16所述的系統(tǒng)，其中當所述發(fā)動機關閉時，所述閾值補償模塊基于所述PLMi、有效第二陣列值(PLMact)、有效第一陣列值(LTMact)、流動百分比(FPi)、所述FPact和LTMi公式確定至少一個第一陣列值(LTMi)。
20.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其中當所述發(fā)動機的關閉時間超過關閉時間閾值時，所述排氣預置模塊確定所述燃料蒸汽的所述量。
全文摘要
一種用于控制發(fā)動機燃料系統(tǒng)內(nèi)的閥的控制系統(tǒng)，包括感測發(fā)動機氣流量(Mengair)的發(fā)動機氣流傳感器、感測環(huán)境壓力(Pbaro)的環(huán)境壓力傳感器、和感測環(huán)境溫度(Tamb)的環(huán)境溫度傳感器。致動器確定模塊基于所述Mengair、所述Pbaro和所述Tamb中至少一個確定所述閥的有效面積(Aeff)。工作循環(huán)(DC)計算模塊基于所述Aeff確定所述閥的第一工作循環(huán)(DC)。
文檔編號F02M25/08GK101235768SQ200810004498
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權日2007年1月30日
發(fā)明者P·E·賴恩克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司