發(fā)動(dòng)機(jī)對外排放控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請總體上涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]已付出許多努力來降低內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。對于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，氮氧化物(NOx)和顆粒物排放是令人關(guān)注的重要領(lǐng)域。由于來自傳感器測量的變化、柴油顆粒過濾器(DPF)的負(fù)載中的差異引起的回壓改變，以及環(huán)境條件的不確定性和變化，在類似的運(yùn)行條件(例如，速度-燃料加注條件)下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)對外NOx排放能夠顯著地不同。發(fā)動(dòng)機(jī)對外NOx排放的顯著變化可能是由空氣處理系統(tǒng)部件引起的變化所致，這些變化可以包括EGR回路、空氣回路及排氣回壓變化。發(fā)動(dòng)機(jī)對外排放的變化能夠?qū)е掳l(fā)動(dòng)機(jī)后排放控制或減少系統(tǒng)的操作低效或操作不當(dāng)，并且可能導(dǎo)致諸如對于顆粒物過濾器的再生事件的數(shù)量或頻率的增加、諸如柴油機(jī)廢液的還原劑的消耗的增加，和/或不希望的排放增加。排放控制方面的現(xiàn)有嘗試存在許多缺點(diǎn)和局限。仍然存在對于本文所公開的獨(dú)特裝置、控制、方法及系統(tǒng)的迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開內(nèi)容
為了清楚、簡明并且精確地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例、制造及使用該示例性實(shí)施例的方式和方法，并且使得能夠?qū)嵺`、制造及使用該示例性實(shí)施例，現(xiàn)將參考某些示例性實(shí)施例，包括附圖中所示出的那些，并且將使用專用語言來描述這些示例性實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，不會由此形成對本發(fā)明的范圍的限制，并且本發(fā)明包括并且保護(hù)本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到的這些示例性實(shí)施例的替代、改型及進(jìn)一步應(yīng)用。
[0004]概述
公開了包括發(fā)動(dòng)機(jī)對外排放控制的獨(dú)特裝置、方法及系統(tǒng)。一個(gè)實(shí)施例是一種控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括至少一個(gè)燃料加注致動(dòng)器和至少一個(gè)空氣處理致動(dòng)器。該方法可以利用電子控制器來確定多個(gè)燃燒基準(zhǔn)的初始值;基于多個(gè)燃燒基準(zhǔn)確定多個(gè)目標(biāo)排放值或范圍；確定排放目標(biāo)值或范圍與感測的排放信息之間的誤差;確定燃燒基準(zhǔn)的校正因子和權(quán)重因子，所述權(quán)重因子至少部分地基于所述排放目標(biāo)值或范圍與感測的排放信息之間的誤差;基于所述校正因子和所述權(quán)重因子可選擇地確定所述燃燒基準(zhǔn)的修改值；以及基于所述修改值控制所述至少一個(gè)燃料加注致動(dòng)器和至少一個(gè)空氣處理致動(dòng)器的運(yùn)行。進(jìn)一步的實(shí)施例、形式、目的、特征、優(yōu)勢、方面及益處將從以下描述和附圖中變得顯而易見。
【附圖說明】
[0005]圖1是包括發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理系統(tǒng)的示例性系統(tǒng)的示意性圖示。
[0006]圖2是示例性控制系統(tǒng)的示意性圖示。
[0007]圖3是示出示例性控制過程的流程圖。
[0008]圖4是示出示例性控制邏輯的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]參考圖1，示出了示例性系統(tǒng)100，該系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102、使充入空氣通過其進(jìn)入系統(tǒng)100的進(jìn)氣系統(tǒng)104以及使由燃燒產(chǎn)生的廢氣通過其離開系統(tǒng)100的排氣系統(tǒng)106。進(jìn)氣系統(tǒng)104包括渦輪增壓壓縮機(jī)101，該壓縮機(jī)向進(jìn)氣歧管103提供壓縮的增壓空氣，并且然后提供給發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸。排氣系統(tǒng)106包括排氣歧管105，該排氣歧管接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸的燃燒廢氣并且提供廢氣以驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器渦輪機(jī)107，其相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)101。在所示實(shí)施例中，渦輪機(jī)107是一種可變幾何構(gòu)造的渦輪機(jī)，其包括被構(gòu)造成改變穿過渦輪機(jī)和/或渦輪機(jī)進(jìn)口的流徑的幾何構(gòu)造的致動(dòng)器。在其它實(shí)施例中，渦輪機(jī)107可以屬于其它類型，例如固定幾何構(gòu)造的渦輪機(jī)或廢氣旁通渦輪機(jī)。廢氣排出渦輪機(jī)107被提供給排氣后處理系統(tǒng)109，其被構(gòu)造成減輕一種或多種不希望的廢氣成分。在一種形式中，排氣后處理系統(tǒng)109包括被構(gòu)造成減輕烴排放的氧化催化劑、被構(gòu)造成減輕顆粒物排放的顆粒物過濾器，以及被構(gòu)造成減輕氮氧化物(NOx)排放的SCR催化劑。
[0010]系統(tǒng)100還包括燃料加注系統(tǒng)108，該系統(tǒng)被構(gòu)造成控制向發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸內(nèi)引入燃料。在所示實(shí)施例中，燃料加注系統(tǒng)108被構(gòu)造為高壓共軌式噴射系統(tǒng)，其包括在共軌中對燃料加壓的高壓栗，以及被構(gòu)造成可選擇地將燃料直接噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)102的相應(yīng)氣缸的多個(gè)可控制的噴射器。系統(tǒng)100還包括EGR閥112，提供該閥以便控制再循環(huán)的廢氣從排氣系統(tǒng)106通過EGR管道110流至進(jìn)氣系統(tǒng)104的流動(dòng)。
[0011 ]系統(tǒng)100包括控制器130，該控制器130被構(gòu)造成執(zhí)行某些操作，包括接收和處理來自系統(tǒng)100的系統(tǒng)的各種部件和傳感器的信號并且提供信號以控制系統(tǒng)100的各種部件的運(yùn)行。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以以多種形式和配置提供控制器或控制模塊，包括形成處理子系統(tǒng)的全部或一部分的一個(gè)或多個(gè)基于微處理器的控制器或控制模塊，該處理子系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)存儲計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲器，以及處理和通信硬件。
[0012]在所示實(shí)施例中，控制器130被構(gòu)造成提供信號以控制與燃料加注系統(tǒng)108、可變幾何構(gòu)造渦輪機(jī)107、EGR閥112及后處理系統(tǒng)109，以及系統(tǒng)100的其它部件相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器。在各種實(shí)施例中，控制器130可以被構(gòu)造成控制其它致動(dòng)器，包括例如進(jìn)氣節(jié)氣門、排氣節(jié)氣門，和/或渦輪機(jī)廢氣旁通等致動(dòng)器。
[0013]在所示實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括空氣質(zhì)量流量傳感器142、進(jìn)氣溫度傳感器144、進(jìn)氣壓力傳感器146以及進(jìn)氣歧管壓力(MAP)傳感器140，上述傳感器中的每一個(gè)都與進(jìn)氣系統(tǒng)104流體連通。應(yīng)當(dāng)理解的是，系統(tǒng)100中所描繪的各種傳感器都可以定位在與所示位置不同的位置中。進(jìn)氣系統(tǒng)傳感器不需要與進(jìn)氣系統(tǒng)104直接連通，并且可以位于進(jìn)氣系統(tǒng)104內(nèi)提供可應(yīng)用的進(jìn)氣系統(tǒng)104的讀數(shù)的合適指示的任何位置處。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些形式中，該傳感器可以是虛擬傳感器。
[0014]系統(tǒng)100包括與排氣系統(tǒng)106流體連通并且連接到控制器130的發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出氧傳感器132和發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出NOx傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出氧傳感器132可操作成在諸如后處理系統(tǒng)109的下游部件起作用之前提供由發(fā)動(dòng)機(jī)102輸出的廢氣中的氧的水平或量的測量。NOx傳感器134可操作成在諸如后處理系統(tǒng)109的下游部件起作用之前提供由發(fā)動(dòng)機(jī)102輸出的廢氣中的NOx的量或水平的測量。在某些形式中，傳感器132和134可以利用一個(gè)或多個(gè)對氧和NOx兩者的存在都敏感的物理傳感器，并且可以對這種傳感器的輸出進(jìn)行計(jì)算以確定發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出氧的值或發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出空氣燃料比(AFR)值及發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出NOx值?？刂破?30還可以被構(gòu)造成接收來自系統(tǒng)100的額外的傳感器的多種額外的輸入，包括例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度輸入、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載輸入、發(fā)動(dòng)機(jī)對外排出顆粒物質(zhì)(PM)輸入、空氣質(zhì)量流量輸入、進(jìn)氣溫度輸入、進(jìn)氣壓力輸入和/或燃料軌壓輸入。應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些形式中，傳感器可以包括一個(gè)或多個(gè)虛擬傳感器。因此，預(yù)期的是可以從物理傳感器和/或從虛擬傳感器提供對控制器130的輸入，所述虛擬傳感器被構(gòu)造成基于其它傳感器和/或運(yùn)行參數(shù)計(jì)算或估計(jì)所感測的參數(shù)。
[0015]控制器130包括存儲的數(shù)據(jù)值、常數(shù)和函數(shù)，以及存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的操作指令。本文所描述的示例性程序的任何操作都可以至少部分由控制器130執(zhí)行。本文的描述，包括模塊，強(qiáng)調(diào)了控制器130的方面的結(jié)構(gòu)獨(dú)立性，并且說明了控制器130的一組操作和職責(zé)。執(zhí)行類似的整體操作的其它群組應(yīng)理解為在本申請的范圍內(nèi)。模塊可以在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的硬件和/或軟件中實(shí)現(xiàn)，并且模塊可以在各種硬件或軟件部件中分布?？刂破鞑僮鞯哪承?shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)將結(jié)合圖2予以描述。
[0016]參看圖2，示出了包括受控系統(tǒng)220和電子控制器230的示例性控制系統(tǒng)200的示意圖。系統(tǒng)220包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、致動(dòng)器和傳感器。在某些形式中，系統(tǒng)220包括上文結(jié)合圖1說明和描述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、致動(dòng)器和傳感器，并且電子控制器230包括上文結(jié)合圖1說明和描述的電子控制器130的通信和控制互連。在其它形式中，系統(tǒng)220可以包括額外的或替代的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、致動(dòng)器和傳感器，并且控制器230可以包括額外的或替代的通信和控制互連。
[0017]如圖2中示意地示出的，控制器230包括多個(gè)控制。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所描述的控制也可以結(jié)合包括本文所公開的替代性配置的多種額外的或替代的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。所示出的控制及其相應(yīng)的功能可以再配置、再分布、補(bǔ)充或組合。還應(yīng)理解的是，本申請中所描述的控制可以以硬件、固件和/或軟件的各種組合實(shí)現(xiàn)，其中這些組合可以提供在基于單一微處理器的控制器或控制模塊中，或基于多個(gè)微處理器的控制器或控制模塊(諸如分布式控制器系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，多個(gè)