專利名稱：多次燃料噴射系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其地涉及燃料噴射控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在此提供的背景說明是為了總體上介紹本發(fā)明的背景。當(dāng)前署名的發(fā)明人的一部分工作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請(qǐng)時(shí)該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門閥和進(jìn)氣歧管被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料由一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器提供?？諝?燃料混合物在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)氣缸內(nèi)燃燒。空氣/燃料混合物的燃燒例如可由燃料的噴射和/或由火花塞提供的火花來引發(fā)。空氣/燃料混合物的燃燒產(chǎn)生廢氣。廢氣從氣缸被排出至排氣系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。僅舉例來說，ECM基于駕駛員輸入和/或其他輸入來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。駕駛員輸入例如可包括加速器踏板位置、制動(dòng)踏板位置、到巡航控制系統(tǒng)的輸入和/或其他的駕駛員輸入。其他輸入可包括來自諸如變速器控制系統(tǒng)之類的各種車輛系統(tǒng)的輸入。

發(fā)明內(nèi)容
期望脈沖寬度模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度。 多脈沖模塊確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量(N)，其中N是大于1的整數(shù)。分?jǐn)?shù)確定模塊分別為N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值。噴射器控制模塊基于期望長(zhǎng)度并且分別基于N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度。燃料致動(dòng)器模塊在燃燒循環(huán)期間分別在具有單獨(dú)長(zhǎng)度的N 個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到氣缸中?！N用于車輛的方法，包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度；確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量(N)，其中N是大于1的整數(shù)；分別為N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值；基于期望長(zhǎng)度并且分別基于N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度； 以及在燃燒循環(huán)期間分別在具有N個(gè)單獨(dú)長(zhǎng)度的N個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到氣缸中。本發(fā)明還包括以下方案
1. 一種用于車輛的系統(tǒng)，包括
期望脈沖寬度模塊，其確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度； 多脈沖模塊，其確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量N，其中N是大于1的整數(shù)； 分?jǐn)?shù)確定模塊，其分別為所述N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值；噴射器控制模塊，其基于所述期望長(zhǎng)度并且分別基于所述N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為所述N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度；以及
燃料致動(dòng)器模塊，其在所述燃燒循環(huán)期間分別在具有所述單獨(dú)長(zhǎng)度的N個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，所述燃料噴射器將燃料噴射到所述氣缸中。2.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中所述多脈沖模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量 APC和冷卻劑溫度來確定所述脈沖的數(shù)量。3.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低吋，所述多脈沖模塊選擇性地増加所述脈沖的數(shù)量。4.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述APC增加時(shí)，所述多脈沖模塊選擇性地增加所述脈沖的數(shù)量。5.根據(jù)方案2所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述冷卻劑溫度降低吋，所述多脈沖模塊選擇性地増加所述脈沖的數(shù)量。6.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中所述分?jǐn)?shù)確定模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述分?jǐn)?shù)值。7.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，還包括分別為所述N個(gè)脈沖來確定N個(gè)開始正時(shí)的正時(shí)確定模塊；
其中所述燃料致動(dòng)器模塊分別在所述N個(gè)開始正時(shí)時(shí)使所述燃料噴射器轉(zhuǎn)變至打開狀態(tài)，并將所述燃料噴射器維持在所述打開狀態(tài)持續(xù)達(dá)所述單獨(dú)長(zhǎng)度。8.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，其中所述正時(shí)確定模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述開始正吋。9.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，其中所述單獨(dú)長(zhǎng)度的和等于所述期望長(zhǎng)度。10.根據(jù)方案1所述的系統(tǒng)，還包括啟動(dòng)模塊，當(dāng)所述期望長(zhǎng)度小于預(yù)定的最小長(zhǎng)度與ニ的乘積吋，所述啟動(dòng)模塊禁用所述多脈沖模塊和所述分?jǐn)?shù)確定模塊；
其中，當(dāng)禁用所述數(shù)量和所述分?jǐn)?shù)的確定模塊時(shí)，所述燃料致動(dòng)器模塊在所述燃燒循環(huán)期間在具有所述期望長(zhǎng)度的單個(gè)脈沖中將燃料噴射到所述氣缸中。11. 一種用于車輛的方法，包括
確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度； 確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量N，其中N是大于1的整數(shù)； 分別為所述N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值；
基于所述期望長(zhǎng)度并且分別基于所述N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為所述N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度；以
及
在所述燃燒循環(huán)期間分別在具有所述N個(gè)單獨(dú)長(zhǎng)度的N個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，所述燃料噴射器將燃料噴射到所述氣缸中。12.根據(jù)方案11所述的方法，還包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述脈沖的數(shù)量。13.根據(jù)方案12所述的方法，還包括當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低吋，選擇性地増加所述脈沖的數(shù)量。14.根據(jù)方案12所述的方法，還包括當(dāng)所述APC增加時(shí)，選擇性地増加所述脈沖
的數(shù)量。
15.根據(jù)方案12所述的方法，還包括當(dāng)所述冷卻劑溫度降低吋，選擇性地増加所述脈沖的數(shù)量。16.根據(jù)方案11所述的方法，還包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述分?jǐn)?shù)值。17.根據(jù)方案11所述的方法，還包括 分別為所述N個(gè)脈沖確定N個(gè)開始正時(shí)；
在所述開始正時(shí)時(shí)使所述燃料噴射器轉(zhuǎn)變至打開狀態(tài)；以及分別將所述燃料噴射器維持在所述打開狀態(tài)持續(xù)達(dá)所述單獨(dú)長(zhǎng)度。18.根據(jù)方案17所述的方法，還包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述開始正吋。19.根據(jù)方案11所述的方法，其中所述單獨(dú)長(zhǎng)度的和等于所述期望長(zhǎng)度。20.根據(jù)方案11所述的方法，還包括
當(dāng)所述期望長(zhǎng)度小于預(yù)定的最小長(zhǎng)度與ニ的乘積吋，禁止以下各項(xiàng)確定所述脈沖的數(shù)量、確定所述分?jǐn)?shù)值和產(chǎn)生所述單獨(dú)長(zhǎng)度；以及
在所述燃燒循環(huán)期間在具有所述期望長(zhǎng)度的單個(gè)脈沖中將燃料噴射到所述氣缸中。本發(fā)明的適用性的其它領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^以下提供的詳細(xì)說明而變得明顯。應(yīng)理解的是，詳細(xì)說明和具體的示例僅旨在用于例證的目的，而不旨在用于限制本發(fā)明的范圍。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例性實(shí)現(xiàn)方式的功能框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的燃料控制系統(tǒng)的示例性實(shí)現(xiàn)方式的功能框圖；以及圖3是描繪了根據(jù)本發(fā)明的控制燃料噴射的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下的說明本質(zhì)上僅是說明性的，并且決不旨在用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。 為了清楚，相同的附圖標(biāo)記在附圖中用于標(biāo)識(shí)相似的元件。如在此所使用地，短語“A、B、和 C中的至少ー個(gè)”應(yīng)解釋為表示利用了非排它性的邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)理解的是，在不改變本發(fā)明的原理的情況下，可以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如在此所使用地，術(shù)語“模塊”可指的是以下各項(xiàng)的一部分或包括以下各項(xiàng)專用集成電路(ASIC)；電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)；執(zhí)行代碼的(共用、 專用、或分組的)處理器；提供所述功能性的其他合適部件；或者上述各項(xiàng)中的ー些或全部的組合，諸如片上系統(tǒng)。術(shù)語“模塊”可包括存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的(共用、專用、或分組的)存儲(chǔ)器。如以上所使用地，術(shù)語“代碼”可包括軟件、固件和/或微碼，并且可指的是程序、 例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如以上所使用地，術(shù)語“共用(或共享)”意思是可利用單個(gè)(共用)處理器執(zhí)行來自多個(gè)模塊的ー些或所有代碼。另外，來自多個(gè)模塊的ー些或所有代碼可由單個(gè)(共用)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。如以上所使用地，術(shù)語“分組”的意思是可利用一組處理器執(zhí)行來自單個(gè)模塊的ー些或所有代碼。另外，可利用一組存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來自單個(gè)模塊的一些或所有代碼。
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在此描述的設(shè)備和方法可以通過由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在非暫時(shí)性的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可包括存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。非暫時(shí)性的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例為非易失性存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)為氣缸的燃燒循環(huán)來控制進(jìn)入氣缸中的燃料的噴射。ECM還為氣缸的燃燒循環(huán)控制火花正吋。通常，對(duì)于給定的燃燒循環(huán)而言，在具有期望長(zhǎng)度(也稱為期望脈沖寬度) 的單個(gè)脈沖中噴射燃料。在有些情形下，利用單個(gè)脈沖噴射燃料可能會(huì)増加從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的顆粒物質(zhì)的量。僅舉例來說，以單個(gè)脈沖噴射的燃料在有些情形下可能僅部分燃燒，并且未燃燒的燃料可能會(huì)増加從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的顆粒物質(zhì)的量。當(dāng)噴射的燃料沉積在一個(gè)或多個(gè)氣缸壁和/或氣缸內(nèi)活塞的面上吋，從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的顆粒物質(zhì)的量也可能會(huì)増加。當(dāng)使用單個(gè)脈沖時(shí)，所噴射的燃料在有些情形下可能會(huì)沉積在氣缸的ー個(gè)或多個(gè)表面上。本發(fā)明的ECM關(guān)于燃燒循環(huán)來選擇性地將燃料的單個(gè)脈沖分成多個(gè)單獨(dú)的脈沖。 ECM確定單獨(dú)脈沖的數(shù)量、単獨(dú)脈沖中每個(gè)脈沖的長(zhǎng)度、以及所述脈沖中的每個(gè)脈沖應(yīng)在什么時(shí)候開始。ECM關(guān)于燃燒循環(huán)在所述單獨(dú)的脈沖中來選擇性地控制進(jìn)入氣缸中的燃料的噴射，以降低從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的顆粒物質(zhì)的量?，F(xiàn)在參考圖1，其示出了示例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，發(fā)動(dòng)機(jī)102燃燒空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩。盡管將作為火花點(diǎn)火直噴式(SIDI)發(fā)動(dòng)機(jī)來討論發(fā)動(dòng)機(jī)102，但發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括另外合適的發(fā)動(dòng)機(jī)類型。可與發(fā)動(dòng)機(jī)102 —起使用一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)發(fā)電機(jī)單元(MGU)?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門閥108被吸入進(jìn)氣歧管106。節(jié)氣門閥108改變進(jìn)入到進(jìn)氣歧管 106中的氣流。僅舉例來說，節(jié)氣門閥108可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)IlO控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊112 (例如電子節(jié)氣門控制器或ETC)，而節(jié)氣門致動(dòng)器模塊112控制節(jié)氣門閥108的開度。來自進(jìn)氣歧管106的空氣被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括多于一個(gè)的氣缸，但僅示出了單個(gè)代表性的氣缸114。來自進(jìn)氣歧管106的空氣通過諸如進(jìn)氣閥 118之類的ー個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣閥被吸入氣缸114。ECM 110控制燃料致動(dòng)器模塊120，燃料致動(dòng)器模塊120控制燃料噴射器121的開度。燃料噴射器120將燃料噴射到氣缸114中。燃料由低壓燃料泵和高壓燃料泵(未示出) 提供至燃料噴射器121。低壓燃料泵從燃料箱抽吸燃料，并以低壓將燃料提供至高壓燃料泵。高壓燃料泵例如為了直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中而選擇性地進(jìn)ー步對(duì)燃料加壓。所噴射的燃料在氣缸114中與空氣混合并產(chǎn)生空氣/燃料混合物。氣缸114內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物?；趤碜訣CM 110的信號(hào)，火花致動(dòng)器模塊122給氣缸114中的火花塞IM賦能。由火花塞IM產(chǎn)生的火花來點(diǎn)燃空氣/燃料混合物。可相對(duì)于活塞處于其最高位置(被稱為上止點(diǎn)(TDC))時(shí)的時(shí)間來指定火花的正吋。空氣/燃料混合物的燃燒向下驅(qū)動(dòng)活塞，而活塞驅(qū)動(dòng)曲軸(未示出)?；钊俅伍_始向上移動(dòng)，并通過諸如排氣閥126之類的ー個(gè)或多個(gè)排氣閥排出燃燒的副產(chǎn)品。燃燒的副產(chǎn)品經(jīng)由排氣系統(tǒng)127從車輛排出。
從氣缸114的觀點(diǎn)來看，一個(gè)燃燒循環(huán)可包括曲軸的兩次回轉(zhuǎn)(即720°的曲軸旋轉(zhuǎn))。關(guān)于氣缸114的ー個(gè)燃燒循環(huán)包括四個(gè)階段進(jìn)氣階段；壓縮階段；膨脹階段；和排氣階段。僅舉例來說，在進(jìn)氣階段期間，活塞朝BDC位置降低，并且空氣被吸入氣缸114中。在壓縮階段，活塞朝TDC位置升高，并壓縮氣缸114的內(nèi)容物。燃料可在壓縮階段期間被噴射到氣缸114中。燃料噴射還可發(fā)生在膨脹階段期間。在膨脹階段期間，燃燒朝BDC位置驅(qū)動(dòng)活塞。在排氣階段期間，活塞朝TDC位置升高，以從氣缸114中排出最后所得到的廢氣。 一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)可指的是氣缸中的每個(gè)氣缸都經(jīng)歷了ー個(gè)完整的燃燒循環(huán)。進(jìn)氣閥118可由進(jìn)氣凸輪軸1 控制，而排氣閥1 可由排氣凸輪軸130控制。在各種實(shí)現(xiàn)方式中，多根進(jìn)氣凸輪軸可控制每個(gè)氣缸的多個(gè)進(jìn)氣閥，和/或可控制多個(gè)氣缸排的進(jìn)氣閥。類似地，多根排氣凸輪軸可控制每個(gè)氣缸的多個(gè)排氣閥，和/或可控制用于多個(gè)氣缸排的排氣閥。打開進(jìn)氣閥118的時(shí)間可通過進(jìn)氣凸輪相位器132相對(duì)于TDC位置而改變。打開排氣閥126的時(shí)間可通過排氣凸輪相位器134相對(duì)于TDC位置而改變。燃料噴射正時(shí)還可相對(duì)于活塞的位置來指定。空氣質(zhì)量流率(MAF)傳感器138測(cè)量通過節(jié)氣門閥108的空氣的質(zhì)量流率，并基于所述測(cè)量產(chǎn)生MAF信號(hào)140。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器142測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度，并基于所述溫度產(chǎn)生冷卻劑溫度信號(hào)144。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器142被示出為實(shí)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)，但發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器142可實(shí)現(xiàn)在另外合適的位置中。曲軸位置傳感器146監(jiān)測(cè)曲軸的旋轉(zhuǎn)，并基于曲軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生曲軸位置信號(hào)148。 僅舉例來說，曲軸傳感器146可包括可變磁阻(VR)傳感器或另外合適類型的曲軸位置傳感器。曲軸位置信號(hào)148可包括脈沖序列。當(dāng)與曲軸一起旋轉(zhuǎn)并且具有N個(gè)齒的輪(未示出) 中的齒經(jīng)過曲軸位置傳感器146吋，可以產(chǎn)生脈沖序列中的每個(gè)脈沖。因此，每個(gè)脈沖以等于360°除以N個(gè)齒的量對(duì)應(yīng)于曲軸的角旋轉(zhuǎn)(或角位移)。具有N個(gè)齒的輪還可包括由一個(gè)或多個(gè)齒缺失所構(gòu)成的間隙，并且所述間隙可用作曲軸的ー個(gè)完整的回轉(zhuǎn)(即360°的曲軸旋轉(zhuǎn))的指示器。ECM 110包括燃料控制模塊180，燃料控制模塊180為氣缸114的燃燒循環(huán)控制被噴射到氣缸114中的燃料的量(例如質(zhì)量)。僅舉例來說，燃料控制模塊180控制燃料噴射器 121關(guān)于燃燒循環(huán)被維持在全開位置中的時(shí)間段。燃料噴射器121對(duì)于燃料噴射而言被維持在全開位置中的時(shí)間段可稱為噴射脈沖寬度。燃料控制模塊180可改變噴射脈沖寬度， 以控制被噴射到氣缸114中的燃料的量。燃料控制模塊180還控制燃料噴射的正吋。僅舉例來說，燃料控制模塊180為氣缸114的燃燒循環(huán)確定期望的當(dāng)量比(EQR)。 燃料噴射事件的當(dāng)量比可指的是燃燒循環(huán)的期望空氣/燃料比與化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比之間的比率。燃料控制模塊180確定要噴射到氣缸114中的燃料的期望質(zhì)量，以在當(dāng)前的操作條件下獲得期望的EQR。燃料控制模塊180基于所述期望質(zhì)量為燃燒循環(huán)確定期望的噴射脈沖寬度。在有些情形下，在一個(gè)單脈沖中噴射期望的燃料質(zhì)量可能使顆粒排放比所期望的要大。僅舉例來說，在以下的一些情形中在一個(gè)脈沖中噴射期望質(zhì)量的燃料可能會(huì)使顆粒排放比所期望的要大，所述情形為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102冷吋，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載高吋，和/或在瞬變操作條件期間。以多個(gè)脈沖噴射期望質(zhì)量的燃料相對(duì)于利用ー個(gè)單脈沖而言可以提供降低的顆粒排放水平。
對(duì)于氣缸114的給定的燃燒循環(huán)，燃料控制模塊180將單個(gè)脈沖分成多個(gè)單獨(dú)的脈沖。燃料控制模塊180還確定用于單獨(dú)脈沖中每個(gè)脈沖的期望噴射脈沖寬度的分?jǐn)?shù)，并為所述脈沖中的每個(gè)脈沖確定噴射的開始正吋。燃料控制模塊180在氣缸114的燃燒循環(huán)期間在多個(gè)單獨(dú)脈沖中控制進(jìn)入氣缸114中的燃料的噴射?，F(xiàn)在參考圖2，其示出了示例的燃料控制系統(tǒng)200的功能框圖。燃料控制模塊180 可包括期望EQR模塊204、期望燃料質(zhì)量模塊208、每氣缸空氣量(APC)確定模塊212、期望脈沖寬度模塊216、噴射控制模塊220、多次噴射模塊2M和啟動(dòng)模塊226。多次噴射模塊 224可包括多脈沖模塊228、分?jǐn)?shù)確定模塊232和正時(shí)確定模塊236。期望EQR模塊204為氣缸114的燃燒循環(huán)確定期望EQR 250。一般而言，期望EQR 模塊204可將期望EQR 250設(shè)定成化學(xué)計(jì)量EQR。然而，期望EQR模塊204在ー種或多種情形下可以改變期望EQR 250。僅舉例來說，期望EQR模塊204可基于對(duì)催化劑診斷的請(qǐng)求和 /或一種或多種其他情形來改變期望EQR 250。期望燃料質(zhì)量模塊208基于期望EQR 250為氣缸114的燃燒循環(huán)確定期望燃料質(zhì)量254。期望燃料質(zhì)量模塊208可以還基于諸如每氣缸空氣量(APC)的質(zhì)量258和空氣溫度之類的ー個(gè)或多個(gè)其他參數(shù)來確定期望燃料質(zhì)量254。APC確定模塊212可基于MAF 140 和/或一個(gè)或多個(gè)其他合適的參數(shù)來確定APC 258。期望脈沖寬度模塊216基于期望燃料質(zhì)量2M為氣缸114的燃燒循環(huán)來確定期望的脈沖寬度262。噴射器控制模塊220選擇性地向燃料致動(dòng)器模塊120輸出用于氣缸的燃燒循環(huán)的加燃料參數(shù)266。僅舉例來說，加燃料參數(shù)266可包括燃燒循環(huán)期間的期望開始正時(shí)以及期望脈沖寬度262。期望開始正時(shí)例如可以是用于使燃料噴射器121轉(zhuǎn)變至全開狀態(tài)的曲軸位置。期望開始正時(shí)可以是預(yù)定值或者可變值。燃料致動(dòng)器模塊120基于加燃料參數(shù)266來控制進(jìn)入氣缸114中的燃料噴射。當(dāng)啟動(dòng)吋，多次噴射模塊2M確定應(yīng)當(dāng)如何將期望脈沖寬度沈2的單個(gè)脈沖分成多個(gè)單獨(dú)的脈沖。僅舉例來說，多次噴射模塊2M確定應(yīng)當(dāng)將具有期望脈沖寬度沈2的單個(gè)脈沖分成多少個(gè)單獨(dú)的脈沖。多次噴射模塊2M還確定期望脈沖寬度沈2中的多少應(yīng)歸因至単獨(dú)脈沖中的每個(gè)脈沖，并且還為単獨(dú)脈沖中的每個(gè)脈沖確定開始正吋。啟動(dòng)模塊2 選擇性地啟動(dòng)和禁用多次噴射模塊224。啟動(dòng)模塊2 可基于APC 258 (或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的另外合適的指示)、冷卻劑溫度144、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270和/或一個(gè)或多個(gè)其他合適的參數(shù)來啟動(dòng)和禁用多次噴射模塊224。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊234可基于曲軸位置148來確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270。僅舉例來說，當(dāng)冷卻劑溫度144低于預(yù)定溫度時(shí)，啟動(dòng)模塊2 可選擇性地啟動(dòng)多次噴射模塊224。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(或APC 258)在預(yù)定時(shí)間段期間的變化的大小大于預(yù)定量時(shí)，啟動(dòng)模塊2 可另外或替代性地選擇性啟動(dòng)多次噴射模塊224。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)模塊2 可另外或替代性地選擇性啟動(dòng)多次噴射模塊224。當(dāng)ECM 110的升壓電壓小于預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)模塊2 可禁用多次噴射模塊224。升壓電壓可以是大于12伏的電壓，并且例如可用于打開燃料噴射器121。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270 大于預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，啟動(dòng)模塊2 可另外或替代性地選擇性禁用多次噴射模塊224。當(dāng)期望脈沖寬度262小于預(yù)定的最小脈沖寬度的兩倍時(shí)，啟動(dòng)模塊2 可禁用多次噴射模塊224。 預(yù)定的最小脈沖寬度可以是用于燃料噴射的最小脈沖寬度。預(yù)定的最小脈沖寬度在各種實(shí)現(xiàn)方式中還可包括用于兩個(gè)連續(xù)脈沖之間的預(yù)定的停止時(shí)間段。多脈沖模塊2 基于燃燒循環(huán)所用的期望脈沖寬度262為氣缸114的燃燒循環(huán)確定單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。多脈沖模塊2 還基于冷卻劑溫度144、APC 258、和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270來確定單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。単獨(dú)脈沖的數(shù)量274是大于一的整數(shù)。僅舉例來說，當(dāng)冷卻劑溫度降低吋，多脈沖模塊2 可選擇性地增加單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。另外或替代性地，當(dāng)APC 258增加時(shí)，多脈沖模塊2 可選擇性地增加單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。另外或替代性地，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加吋，多脈沖模塊2 可選擇性地減少單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。在単獨(dú)脈沖中的每個(gè)脈沖均至少具有預(yù)定的最小脈沖寬度的情況下，多脈沖模塊2 可將單獨(dú)脈沖的數(shù)量274限制到在期望的脈沖寬度262期間能夠執(zhí)行的脈沖的最大數(shù)量。僅舉例來說，所述最大數(shù)量可等于將期望脈沖寬度262除以預(yù)定的最小脈沖寬度，并下舍入為最接近的整數(shù)。多脈沖模塊2 還可施加滯后，以便避免在単獨(dú)脈沖的數(shù)量 274中產(chǎn)生反復(fù)變化。分?jǐn)?shù)確定模塊232為單獨(dú)脈沖中的每個(gè)脈沖確定分?jǐn)?shù)278。僅舉例來說，分?jǐn)?shù)278 可分別是0. 01與0. 99之間(包含端點(diǎn)值)的值，其中分?jǐn)?shù)278的和等于1. 0。分?jǐn)?shù)278對(duì)于単獨(dú)脈沖中的每個(gè)脈沖而言可以都是一祥的，或者分?jǐn)?shù)278中的ー個(gè)或多個(gè)可彼此不同。 僅舉例來說，燃燒循環(huán)中単獨(dú)脈沖的最早的一個(gè)脈沖可以是最大的脈沖(并因此具有最大的分?jǐn)?shù))。分?jǐn)?shù)確定模塊232可例如基于冷卻劑溫度144、APC 258和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270來確定分?jǐn)?shù)278。僅舉例來說，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270増加吋，分?jǐn)?shù)確定模塊232可選擇性地増大用于單獨(dú)脈沖中最早的一個(gè)脈沖的分?jǐn)?shù)278。另外或替代性地，當(dāng)APC 258増加吋，分?jǐn)?shù)確定模塊232可選擇性地増加用于所述脈沖中最早的一個(gè)脈沖的分?jǐn)?shù)278。另外或替代性地， 當(dāng)冷卻劑溫度降低吋，分?jǐn)?shù)確定模塊232可選擇性地減小用于所述脈沖中最早的一個(gè)脈沖的分?jǐn)?shù)278。分?jǐn)?shù)確定模塊232可以還基于單獨(dú)脈沖的數(shù)量274來確定分?jǐn)?shù)278。僅舉例來說， 分?jǐn)?shù)確定模塊232可設(shè)定分?jǐn)?shù)278，使得単獨(dú)脈沖中沒有一個(gè)脈沖小于預(yù)定的最小脈沖寬度。正時(shí)確定模塊236分別為單獨(dú)脈沖確定開始正時(shí)觀2。正時(shí)確定模塊236可基于冷卻劑溫度144、APC 258和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270來確定開始正時(shí)觀2。僅舉例來說，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270増加吋，正時(shí)確定模塊236可選擇性地增加開始正時(shí)282中的每個(gè)開始正時(shí)之間的時(shí)間段。另外或替代性地，當(dāng)APC 258増加吋，正時(shí)確定模塊236可選擇性地增加開始正時(shí)觀2中的每個(gè)開始正時(shí)之間的時(shí)間段。另外或替代性地，當(dāng)冷卻劑溫度144降低吋， 正時(shí)確定模塊236可選擇性地減小開始正時(shí)觀2中的每個(gè)開始正時(shí)之間的時(shí)間段。正時(shí)確定模塊236可偏好地朝向燃燒循環(huán)的開始(并且更具體地，當(dāng)進(jìn)氣閥118關(guān)閉時(shí))來設(shè)定開始正時(shí)觀2。単獨(dú)脈沖的數(shù)量274、分?jǐn)?shù)278和開始正時(shí)282被提供至噴射控制模塊220。代替輸出在期望脈沖寬度262的單個(gè)脈沖中將燃料噴射到氣缸114中的加燃料參數(shù)沈6，噴射控制模塊220基于單獨(dú)脈沖的數(shù)量274、分?jǐn)?shù)278和開始正時(shí)282來產(chǎn)生加燃料參數(shù)沈6。加燃料參數(shù)266可包括分別用于單獨(dú)脈沖的開始正時(shí)282和分別用于單獨(dú)脈沖的單獨(dú)脈沖寬度。噴射控制模塊220可基于期望脈沖寬度262和分別用于單獨(dú)脈沖的分?jǐn)?shù)278來分別為単獨(dú)脈沖設(shè)定單獨(dú)脈沖寬度。僅舉例來說，噴射控制模塊220可將用于給定的単獨(dú)脈沖的単獨(dú)脈沖寬度設(shè)定成等于以下兩項(xiàng)的乘積，所述兩項(xiàng)為用于給定的単獨(dú)脈沖的分?jǐn)?shù)278 中的ー個(gè)分?jǐn)?shù)；以及期望脈沖寬度262。燃料致動(dòng)器模塊120根據(jù)開始正時(shí)282和単獨(dú)脈沖寬度在氣缸114的燃燒循環(huán)期間控制燃料噴射器121的打開和關(guān)閉。這樣，代替了在具有期望脈沖寬度沈2的長(zhǎng)度的一個(gè)脈沖中噴射用于燃燒循環(huán)的燃料，所述燃料在多個(gè)單獨(dú)脈沖中被噴射到氣缸114中，所述多個(gè)單獨(dú)脈沖分別具有在開始正時(shí)282處開始的単獨(dú)脈沖寬度的長(zhǎng)度。燃料致動(dòng)器模塊 120在多個(gè)脈沖中的一個(gè)脈沖的結(jié)束與所述多個(gè)脈沖中下ー個(gè)脈沖開始之間的時(shí)間段中關(guān)閉燃料噴射器121。現(xiàn)在參考圖3，其示出了對(duì)控制燃料噴射的示例方法300加以描繪的流程圖。控制開始于304，其中所述控制為氣缸114的燃燒循環(huán)所用燃料的一個(gè)脈沖產(chǎn)生期望脈沖寬度 2620所述控制在308處確定是否將一個(gè)脈沖分成多個(gè)單獨(dú)的脈沖。如果為假，則所述控制在312處在具有期望脈沖寬度沈2的長(zhǎng)度的一個(gè)脈沖中將燃料噴射到氣缸114中，并且所述控制可以結(jié)束。如果為真，則所述控制在316處繼續(xù)。在316處，所述控制為燃燒循環(huán)確定單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。所述控制可基于冷卻劑溫度144、APC 258和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270來確定單獨(dú)脈沖的數(shù)量274。所述控制可基于預(yù)定的最小脈沖寬度來限制単獨(dú)脈沖的數(shù)量274。所述控制在318處分別為單獨(dú)脈沖確定分?jǐn)?shù)278。所述控制可基于冷卻劑溫度 144、APC 258和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270確定分?jǐn)?shù)278。所述控制可以還基于單獨(dú)脈沖的數(shù)量 274來確定分?jǐn)?shù)278。所述控制在320處分別為單獨(dú)脈沖來確定開始正時(shí)觀2。所述控制可基于冷卻劑溫度144、APC 258和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速270來確定開始正時(shí)觀2。在3M處，所述控制分別為單獨(dú)脈沖確定單獨(dú)脈沖寬度。所述控制分別基于用于一個(gè)脈沖的期望脈沖寬度262和分?jǐn)?shù)278來確定單獨(dú)脈沖寬度。在3 處，所述控制為燃燒循環(huán)分別在開始于所述開始正時(shí)282處并且具有単獨(dú)脈沖寬度的長(zhǎng)度的多個(gè)單獨(dú)脈沖中將燃料噴射到氣缸114中。能以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明寬廣的教導(dǎo)。因此，盡管本發(fā)明包括特定的示例，但由于通過對(duì)附圖、說明書、和所附權(quán)利要求的研究，其它的變型將對(duì)熟練的從業(yè)者而言將變得顯而易見，所以本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)如此受限制。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的系統(tǒng)，包括期望脈沖寬度模塊，其確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度； 多脈沖模塊，其確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量N，其中N是大于1的整數(shù)； 分?jǐn)?shù)確定模塊，其分別為所述N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值；噴射器控制模塊，其基于所述期望長(zhǎng)度并且分別基于所述N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為所述N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度；以及燃料致動(dòng)器模塊，其在所述燃燒循環(huán)期間分別在具有所述單獨(dú)長(zhǎng)度的N個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，所述燃料噴射器將燃料噴射到所述氣缸中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多脈沖模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量 APC和冷卻劑溫度來確定所述脈沖的數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，所述多脈沖模塊選擇性地增加所述脈沖的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述APC增加時(shí)，所述多脈沖模塊選擇性地增加所述脈沖的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述冷卻劑溫度降低時(shí)，所述多脈沖模塊選擇性地增加所述脈沖的數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述分?jǐn)?shù)確定模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述分?jǐn)?shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括分別為所述N個(gè)脈沖來確定N個(gè)開始正時(shí)的正時(shí)確定模塊；其中所述燃料致動(dòng)器模塊分別在所述N個(gè)開始正時(shí)時(shí)使所述燃料噴射器轉(zhuǎn)變至打開狀態(tài)，并將所述燃料噴射器維持在所述打開狀態(tài)持續(xù)達(dá)所述單獨(dú)長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述正時(shí)確定模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、每氣缸空氣量APC和冷卻劑溫度來確定所述開始正時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述單獨(dú)長(zhǎng)度的和等于所述期望長(zhǎng)度。
10.一種用于車輛的方法，包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度； 確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量N，其中N是大于1的整數(shù)； 分別為所述N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值；基于所述期望長(zhǎng)度并且分別基于所述N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為所述N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度；以及在所述燃燒循環(huán)期間分別在具有所述N個(gè)單獨(dú)長(zhǎng)度的N個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，所述燃料噴射器將燃料噴射到所述氣缸中。
全文摘要
本發(fā)明涉及多次燃料噴射系統(tǒng)及方法。具體地，提供了期望脈沖寬度模塊，其確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的燃燒循環(huán)所用燃料的單個(gè)脈沖的期望長(zhǎng)度。多脈沖模塊確定用于所述燃燒循環(huán)的脈沖的數(shù)量N，其中N是大于1的整數(shù)。分?jǐn)?shù)確定模塊分別為N個(gè)脈沖確定N個(gè)分?jǐn)?shù)值。噴射器控制模塊基于期望長(zhǎng)度并且分別基于N個(gè)分?jǐn)?shù)值來為N個(gè)脈沖產(chǎn)生單獨(dú)長(zhǎng)度。燃料致動(dòng)器模塊在燃燒循環(huán)期間分別在具有單獨(dú)長(zhǎng)度的N個(gè)脈沖中打開燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到氣缸中。
文檔編號(hào)F02D41/30GK102536487SQ20121001708
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者J.D.考吉爾, J.M.艾倫伯格, J.T.施巴塔 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司