用于补偿发动机直吹空气的方法和系统技术方案

本公开提供了“用于补偿发动机直吹空气的方法和系统”。公开了一种用于调整涡轮增压发动机的空燃比的方法，所述涡轮增压发动机在无直吹和有直吹的情况下操作。在一个示例中，所述方法提供了一种在存在发动机直吹的情况下提供前馈燃料调整使得闭环控制器不必超出其控制权限范围的方式。控制权限范围的方式。控制权限范围的方式。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿发动机直吹空气的方法和系统


[0001]本申请涉及用于内燃发动机的燃料供给控制。

技术介绍

[0002]发动机可以包括用于改善发动机输出的涡轮增压器。发动机还可以包括可变凸轮正时以改善发动机输出和发动机排放。在一些状况期间，可以调整可变凸轮正时，使得进气门打开时间和排气门打开时间重叠。所述重叠可以用于从气缸清除排气残余物并减少涡轮增压器压缩机达到期望或请求的速度的时间量。具体地，进气门和排气门重叠可以允许新鲜空气直吹气缸，而没有参与气缸内的空气和燃料的燃烧。新鲜空气可以向涡轮增压器涡轮施加力，使得涡轮增压器涡轮转速增加，从而增加压缩机转速。通过减少压缩机达到压缩机具有输送期望空气流量的能力的速度所花费的时间量，可以减少涡轮增压器迟滞。然而，由于流过气缸的空气尚未参与燃烧，因此它可能会影响位于发动机排气系统中位于催化剂上游的氧传感器的输出。另外，其余的气缸空气充气可能已经被过度加燃料，从而导致过量的一氧化碳(CO)。因此，排气在给定时间具有过量的氧气(O2)和CO两者，而不是一种或另一种占多数。具体地，因为O2和CO两者的存在表现为不完全燃烧，所以排气氧传感器在确定总空燃比时可能不那么准确。一旦催化剂作用于排气，这完成了大多数其余的可能反应，位于中床催化剂的O2传感器就可以评估实际空燃比，并且控制系统可以针对直吹状况校正燃料供给。然而，中床O2传感器反馈需要时间来识别直吹引起的空燃比偏移。另外，如果排气中的氧浓度超过阈值水平，则闭环发动机燃料控制系统可能没有足够的控制权限来补偿直吹空气。至少由于这些原因，排气系统中的标称空燃比可能会偏离化学计量并且导致排气尾管排放物的增加。因此，可能期望提供一种补偿发动机直吹效应的方法。

技术实现思路

[0003]本文专利技术人已经认识到上述缺点并且已经开发了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：响应于发动机直吹的指示而经由应用前馈燃料校正来调整燃料喷射量。
[0004]由于发动机直吹而进入排气系统的过量空气可以经由应用前馈燃料校正来补偿，使得可以不超过控制权限范围的极限，并且使得可以将发动机空燃比维持在化学计量值附近。另外，如果在发动机直吹期间空燃比误差超过阈值，则可以允许专门的反馈燃料校正。因此，即使在发动机直吹的状况期间，催化剂也可以维持在高效率的状态。
[0005]本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可减少发动机直吹期间的发动机排放物。此外，所述方法可以允许控制器保持在其控制权限范围内，同时提供期望或请求的发动机空燃比。此外，即使在排气传感器传递函数可能不准确的状况期间，所述方法也可以提供准确的排气空燃比控制。
[0006]当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，本说明书的以上优点和其他优点以及特征将显而易见。
[0007]应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步
描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0008]图1示出了发动机的示意图；
[0009]图2示出了发动机燃料控制器的框图；
[0010]图3示出了用于控制发动机燃料流量的方法的高级流程图；并且
[0011]图4示出了根据图2的框图和图3的方法的示例性发动机操作序列。
具体实施方式
[0012]本说明书涉及补偿在不参与发动机内的燃烧的情况下通过发动机进气歧管、进入气缸并且进入排气系统的空气，这可替代地被称为发动机直吹或发动机空气直吹。发动机直吹可以通过减少涡轮增压器迟滞来帮助增强发动机性能；然而，这也可能导致发动机排气排放劣化。通过仅在确定或指示发动机直吹时才应用前馈校正，可以降低或防止较高发动机排气排放的可能性。如果前馈未完全补偿发动机直吹，则可以应用经由催化剂监测传感器(CMS)的反馈以进一步改善空气-燃料控制。图1示出了包括对发动机直吹进行补偿的一个示例性系统。图2示出了补偿发动机直吹的发动机燃料控制器的框图。图3示出了用于补偿发动机直吹的方法。最后，在图4中示出了其中提供发动机直吹补偿的示例性发动机操作序列。
[0013]参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36定位在气缸壁32中并连接到曲轴40。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53来操作。可以经由可变进气凸轮致动器58相对于曲轴40的位置调整进气凸轮的位置。可以经由可变排气凸轮致动器59相对于曲轴40的位置调整排气凸轮的位置。替代地，进气门和排气门中的一个或多个可由机电控制的阀线圈和电枢总成来操作。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57确定。
[0014]燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。替代地，燃料可以被喷射到进气道，这被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。燃料喷射器66从驱动器68得到操作电流供应，所述驱动器68响应于控制器12。另外，进气歧管44被示出为与可选的电子节气门62连通，所述电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。
[0015]排气使涡轮增压器涡轮164旋转，所述涡轮增压器涡轮164经由轴161联接到涡轮增压器压缩机162。压缩机162从进气口42抽吸空气以供应增压室46。因此，进气歧管44中的空气压力可以升高到大于大气压力的压力。因此，发动机10可以比自然吸气式发动机输出更多的动力。在其他示例中，压缩机162可以是由发动机驱动的机械增压器，其中省略了涡
轮164。
[0016]无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。点火系统88可以在每个气缸循环期间向每个气缸提供单个或多个火花。此外，响应于发动机工况，经由点火系统88提供的火花的正时可以相对于曲轴正时提前或延迟。
[0017]通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在排气后处理装置70的上游联接到排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。在一些示例中，排气后处理装置70是微粒过滤器和/或三元催化器。在其他示例中，排气后处理装置70仅是三元催化器。加热型排气氧传感器(HEGO)76定位在两个催化剂砖之间。它感测排气后处理装置70的中床位置处的空燃比。
[0018]控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器(非暂时性存储器)106、随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作发动机的方法，其包括：响应于发动机直吹的指示而经由应用前馈燃料校正来调整燃料喷射量。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述前馈燃料校正加到经由氧传感器供应的反馈。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述前馈燃料校正是发动机气流量的函数。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述前馈燃料校正是发动机凸轮正时的函数。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述前馈燃料校正是排气再循环量的函数。6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述前馈燃料校正应用于燃料控制系统的内控制回路。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述燃料控制系统还包括外控制回路，所述外控制回路向所述内控制回路提供输入。8.一种发动机系统，其包括：发动机，所述发动机包括一个或多个燃料喷射器；涡轮增压器，所述涡轮增压器联接到所述发动机；排气系统，所述排气系统联接到所述涡轮增压器；排气后处理装置，所述排气后处理装置沿着所述排气系统的长度定位；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：