改進燃料經濟性的依賴於車速的或使用者可選擇的標定修整的製作方法

2023-10-11 01:08:04 2

專利名稱：改進燃料經濟性的依賴於車速的或使用者可選擇的標定修整的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛控制系統，且更特定地涉及用於改進車輛燃料經濟性的車輛控制系統。
背景技術：
柴油機典型地具有比汽油機更高的熱效率和更低的燃料消耗率，這是由於柴油燃燒過程的升高的壓縮比和柴油燃料的較高的能量密度。因此，柴油機能夠具有更高的熱燃燒效率，這能夠導致與類似輸出的汽油機相比的改進的燃料經濟性。 考慮到相對嚴格的排放限制，柴油機的開發已變得具有挑戰性。 一個這樣的挑戰涉及限制發動機的噪聲，同時試圖改進燃料消耗且產生低水平的法規要求的排放。

發明內容
車輛的內部背景噪聲水平隨車速增加而增加，因為包括風噪聲和輪胎滾動噪聲水平的因素增加。 一般地，增加的背景噪聲能夠掩蓋發動機噪聲。 本發明為車輛操作者提供開關，以隨增加的發動機噪聲而增加燃料經濟性。
這樣，提供用於改進車輛燃料經濟性的控制系統和方法。基本正時模塊生成基本正時信號。修整模塊基於可標定的補償因數生成正時修整信號。車速修整模塊基於基本正時信號和正時修整信號調整標定參數(例如，發動機正時)。 根據一些實施，修整模塊包括基本修整模塊和車速補償模塊和可標定補償因數模塊。車速補償模塊生成車速補償因數。基本修整模塊基於車速補償因數或可標定補償因數生成基本修整信號。 本公開的可應用性的另外的範圍將從後文中提供的詳細描述中變得顯見。應理解的是詳細描述和特定例子雖然指示本公開的優選實施例，但僅意圖於圖示目的且不意圖於限制本公開的範圍。


本公開將從詳細描述和附圖變得更完全地理解，其中 圖1是根據本公開的一些實施的基於車速調整發動機正時的控制系統的功能性方框圖； 圖2是圖示根據本公開的一些實施的正時控制的邏輯 圖3是圖示根據本公開的一些實施的修整控制的邏輯圖； 圖4是示出根據本公開的一些實施的用於基於車速調整發動機正時的步驟的流程圖；和 圖5是根據本公開的一些實施的燃燒噪聲和制動燃料消耗率與主正時之間關係的示例性的曲線圖。
具體實施例方式
如下的對於優選實施例的描述僅在本質上是示例性的且不意圖於限制本公開、其應用或使用。如在此所使用，術語模塊指特定用途集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟體或固件程序的處理器(共享處理器、專用處理器或處理器組)和存儲器，組合邏輯電路，和/或提供所述功能性的其他合適的部件。如在此所使用，術語增壓指通過例如渦流增壓器的補充的強制抽吸系統引入到發動機內的壓縮空氣量。術語正時一般指燃料被引入到發動機氣缸內(燃料噴射)的初始時刻。 現在參考圖1，圖中示意性地示出根據本公開的示例性的發動機控制系統10。發動機控制系統10包括發動機12和控制模塊14。發動機12可進一步包括進氣歧管15、具有燃料噴射器(未特定地示出)的燃料噴射系統16、排氣系統17和渦流增壓器18。示例性的發動機12包括六個氣缸20，所述氣缸20以V型布局布置在相鄰的氣缸列22、24內。雖然圖1描繪六個氣缸(N = 6)，但能夠認識到的是發動機12可以包括另外的或更少的氣缸20。例如，可以想到具有2、4、5、8、10、12和16個氣缸的發動機。也認識到的是發動機12能夠具有直列型氣缸構造。雖然描述例如柴油機的利用無火花和無節氣門的壓縮點燃的內燃機，但本公開也應用於利用火花點燃的內燃機。 在發動機運行期間，空氣通過由發動機進氣行程造成的入口真空抽吸到進氣歧管15內。空氣從進氣歧管15被抽吸到單獨的氣缸20內且在其中被壓縮。燃料通過噴射系統16噴射且與空氣混合。在一個例子中，控制器14能夠與噴射系統16通信以利用預噴射。對於預噴射，在主噴射量前小量的燃料被首先噴射到氣缸20內，以希望預噴射量將在燃料的主噴射量被噴射前剛好開始燃燒，因此提供主噴射量的立即點燃而無明顯的延遲。空氣/燃料混合物被壓縮且壓縮熱和/或電能將空氣/燃料混合物點燃。排氣從氣缸20通過排氣管道26排出。排氣驅動渦流增壓器18的渦輪機葉片25，該渦流增壓器18又驅動壓縮機葉片25。壓縮機葉片25能夠將額外的空氣(增壓)輸送到進氣歧管15且輸送到氣缸20內用於燃燒。 渦流增壓器18能夠是任何合適的渦流增壓器，例如但不限制於可變噴嘴渦流增壓器(VNT)。渦流增壓器18能夠包括多個可變位置翼片27，所述翼片27基於來自控制模塊14的信號調節從車輛排氣17輸送到發動機12的空氣量。更特定地，翼片27在完全打開位置和完全關閉位置之間可移動。當翼片27處於完全關閉位置時，渦流增壓器18將最大量的空氣輸送到進氣歧管15內且隨後輸送到發動機12內。當翼片27處於完全打開位置時，渦流增壓器18將最小量的空氣輸送到發動機12內。所輸送的空氣的量通過選擇地將翼片27在完全打開和完全關閉位置之間定位來調節。 渦流增壓器18包括電子控制翼片螺線管28，該螺線管28操縱流到翼片促動器(未示出)的液壓流體的流量。翼片促動器控制翼片27的位置。翼片位置傳感器30基於翼片27的物理位置生成翼片位置信號。增壓傳感器31基於由渦流增壓器18輸送到進氣歧管15的額外的空氣生成增壓信號。雖然在此實施的渦流增壓器描述為VNT，但可以想到可利用使用不同的電子控制方法的其他渦流增壓器。 歧管絕對壓力(MAP)傳感器34位於進氣歧管15上且基於進氣歧管15內的壓力提供(MAP)信號。質量空氣流量(MAF)傳感器36位於空氣入口內且基於流入到進氣歧管15內的空氣的質量提供質量空氣流量(MAF)信號。控制模塊14使用MAF信號來確定供給到發動機12的空燃比。RPM傳感器44提供發動機速度信號。進氣歧管溫度傳感器46生成進氣空氣溫度信號。控制模塊14將噴射器正時信號通信到噴射系統16。車速傳感器49生成車速信號。 排氣管道26可包括廢氣再循環(EGR)閥50。 EGR閥50能夠將排氣的一部分再循環。控制器14能夠控制EGR閥50以實現希望的EGR率。 控制模塊14控制發動機系統10的總運行。更具體地，控制模塊14基於多種參數控制發動機系統運行，所述參數包括但不限制於駕駛員輸入、穩定性控制等。控制模塊14能夠作為發動機控制模塊(ECM)提供。 控制模塊14也能夠通過調節通向翼片螺線管28的電流來調節渦流增壓器18的運行。根據本發明的實施例的控制模塊14能夠與翼片螺線管28通信，以提供增加的空氣流量(增壓)進入進氣歧管15內。 參考圖2至圖4，將進一步詳細描述根據本公開的實施例的用於基於車速或使用者可選擇的輸入開關調整標定參數的方法54(圖4)。如將認識到，標定參數能夠包括涉及燃料噴射正時、預噴射量、預噴射正時、噴射壓力、EGR水平、渦輪增壓率的參數和其他參數的多種組合。如在圖2中描繪，修正正時模塊62可以包括基本正時模塊64和修整模塊66。基本正時模塊64能夠基於當前的發動機輸入參數生成基本正時信號。示例性的輸入參數可以包括MAP信號、MAF信號、發動機RPM、增壓信號和其他信號。修整模塊66能夠生成正時修整信號。修正正時模塊62能夠基於基本正時信號和正時修整信號輸出修正的正時信號。在一個例子中，修正正時模塊62能夠基於基本正時信號和正時修整信號的和輸出修正正時信號。 現在轉到圖3，圖中更詳細地示出修整模塊66。修整模塊66能夠是獨立模塊或能夠與修正正時模塊62集成。修整模塊66可以包括基本修整模塊70、車速補償模塊72、可標定因數模塊74和開關76。基本修整模塊70能夠基於運行參數生成基本修整信號，所述運行參數例如發動機速度和輸送到發動機12的燃料量。 車速補償模塊72能夠基於車速生成速度補償因數。在一個例子中，能夠提供輸出與車速成比例的因數的查詢表。 可標定因數模塊74可以是存儲器，所述存儲器存儲最終用於補償來自基本修整模塊70的基本修整信號的因數。可標定因數可以是用於調整基本修整以改進燃料經濟性的一個數字或多個數字。可標定因數可以是實驗確定的因數，且可以取決於車輛、發動機或其他因數而改變。 提供有具有可標定因數或來自車速補償模塊72的車速補償因數的輸出的開關76。開關76具有輸出可標定因數的第一位置和輸出車速補償因數的第二位置。開關的輸出(因數之一)與來自基本修整模塊的基本修整相乘以提供正時修整。
開關76可以是位於車輛的乘員艙內的使用者促動開關。開關可以是"經濟模式"或汽油裡程改進開關。開關76可以位於多種位置，包括合併到儀錶板的單獨開關，合併到多功能控制杆上的開關，通過車載計算機可促動的開關或按鈕。開關72可以用於選擇燃料節約器模式。在此模式中，可以在一定條件下降低噪聲振動和剌耳以及改進駕駛質量。可進行燃燒噪聲和制動燃料消耗率(BSFC)之間的折衷。某些客戶可能願意容忍燃燒噪聲量的升高而換取改進的燃料經濟性。開關76將允許客戶與車速無關地獲得燃料節約。當不選擇燃料經濟模式時，開關76將為基本修整提供車速補償。 因此，正時修整可以基於基本修整信號、和速度補償因數或可標定因數生成。在一個例子中，正時修整可以是基本修整信號與速度補償因數或可標定因數的乘積。
現在參考圖4，將描述方法54。控制在步驟80處開始。在步驟82處，控制確定發動機12是否運行。如果發動機12不運行，則控制在步驟84處結束。如果發動機12運行，則控制在步驟86處確定基本修整。在步驟87處，確定使用者開關的位置。如上所述，開關76可以通過車輛操作者選擇，使得輸入燃料節約器模式。如果未輸入燃料節約器模式，則進行其中輸入速度相關模式的步驟88。在步驟88中，控制確定車速。在步驟90中，控制確定車速補償因數。在步驟92中，控制確定修整。在其中選中燃料節約器模式的步驟87後或在步驟90後，進行步驟92。在步驟92中，基於開關位置確定修整正時。如果燃料節約器模式被選中，則正時修整是基本修整與可標定因數的乘積。如果選中車速模式，則正時修整是基本修整和車速補償因數的乘積。在步驟94中，控制基於基本正時和修整計算修正正時。如所解釋，修正正時可以是基本正時和修整的和。在步驟96中，控制調整指定的標定參數(即，例如發動機正時，等)。控制然後循環到步驟86。 另外，控制方法能夠基於車速或來自涉及燃燒噪聲的多種運行參數的可標定因數調整標定參數，所述多種運行參數包括但不限制於燃料噴射正時、預噴射量、預噴射正時、噴射壓力、EGR水平、渦輪增壓率和其他參數。以此方式，控制器14能夠與噴射系統16通信，以調整燃料噴射正時。在其他例子中，控制器14能夠與EGR閥50通信以調整排氣流量。在其他例子中，控制器14能夠與渦流增壓器18通信(例如，通過電子控制翼片螺線管28以操縱翼片27的位置)來調整增壓。 圖5示出燃燒噪聲(dBa)和制動燃料消耗率(BSFC)與主正時(DegBTDC)之間的關係的示例性曲線圖。如圖示地描繪，在燃料消耗和燃燒噪聲之間存在相對於主正時的此消彼長(折衷選擇)關係。特別地，當主正時增加時，燃料消耗增加而燃燒噪聲降低。本發明的控制策略能夠通過利用基於車速的正時修正來利用該此消彼長關係。如上文所解釋，車速越高則所存在的背景噪聲水平越高，該背景噪聲能夠掩蓋燃燒噪聲。通過利用此關係，能夠控制正時標定以改進燃料經濟性同時緩解對於燃燒噪聲的約束。 現在，本領域一般技術人員能夠從前述描述中認識到本公開的廣泛教示能夠以多種形式實施。因此，雖然此公開已結合其特定的例子描述，但公開的真實範圍不應如此被限制，因為在研讀附圖、說明書和如下的權利要求時，其他的修改將對於本領域一般技術人員顯見。
權利要求
一種用於發動機的控制系統，包括生成基本正時信號的基本正時模塊；基於可標定補償因數生成正時修整信號的修整模塊；和基於所述基本正時信號和所述正時修整信號調整標定參數的正時修整模塊。
2. 根據權利要求1所述的控制系統，其中修整模塊計算車速補償因數，且基於所述車 速補償因數或可標定補償因數生成正時修整信號。
3. 根據權利要求2所述的控制系統，其中所述車速補償因數基於來自車速傳感器的輸入。
4. 根據權利要求2所述的控制系統，其中所述修整模塊包括 生成基本修整信號的基本修整模塊； 生成所述車速補償因數的車速補償模塊； 具有可標定補償因數的可標定補償因數模塊；禾口與可標定補償因數信號和車速補償因數通信的開關，所述開關具有車速補償因數或可 標定補償因數的輸出。
5. 根據權利要求4所述的控制系統，其中所述基本修整信號基於發動機的速度。
6. 根據權利要求4所述的控制系統，其中所述基本修整信號進一步基於輸送到發動機 的燃料量。
7. 根據權利要求1所述的控制系統，其中所述正時修整模塊基於所述基本正時信號和 所述正時修整信號調整發動機正時。
8. 根據權利要求1所述的控制系統，其中所述正時修整模塊進一步基於所述基本正時 信號和所述正時修整信號調整EGR信號。
9. 根據權利要求1所述的控制系統，其中所述正時修整模塊進一步基於所述基本正時 信號和所述正時修整信號調整預噴射量。
10. 根據權利要求1所述的控制系統，其中所述正時修整模塊進一步基於所述基本正 時信號和所述正時修整信號調整預噴射正時。
11. 一種用於運行內燃機的方法，所述方法包括 確定發動機的基本正時信號； 基於可標定補償因數生成正時修整信號；禾口 基於基本正時信號和正時修整信號調整發動機的正時。
12. 根據權利要求11所述的方法，進一步包括 確定車速；基於車速確定車速補償因數；基於車速補償因數或可標定補償因數生成正時修整信號。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中基於車速補償因數或可標定補償因數生成正時 修整信號包括響應於操作者可選擇開關位置基於車速補償因數或可標定補償因數生成正 時修整信號。
14. 根據權利要求12所述的方法，進一步包括生成基本修整信號且基於基本修整信號確定正時修整信號。
15. 根據權利要求11所述的方法，其中所述基本修整信號基於發動機速度。
16. 根據權利要求11所述的方法，其中所述基本修整信號進一步基於輸送到發動機的 燃料的量。
17. —種用於運行內燃機的方法，所述方法包括 確定發動機的基本正時信號； 基於可標定補償因數生成正時修整信號；禾口基於基本正時信號和正時修整信號調整發動機的燃燒噪聲參數。
18. 根據權利要求17所述的方法，進一步包括 確定車速；基於車速確定車速補償因數；基於車速補償因數或可標定補償因數生成正時修整信號。
19. 根據權利要求18所述的方法，其中基於車速補償因數或可標定補償因數生成正時 修整信號包括響應於操作者可選擇開關位置基於車速補償因數或可標定補償因數生成正 時修整信號。
20. 根據權利要求17所述的方法，其中調整燃燒噪聲參數包括如下至少一個調整燃 料噴射正時、調整預噴射量、調整預噴射正時、調整噴射壓力、和調整EGR水平。
全文摘要
本發明涉及改進燃料經濟性的依賴於車速的或使用者可選擇的標定修整。提供一種用於改進車輛燃料經濟性的控制系統和方法。基本正時模塊生成基本正時信號。修整模塊基於可標定補償因數生成正時修整信號。車速修整模塊基於基本正時信號和正時修整信號調整標定參數(例如發動機正時)。根據一些實施，修整模塊包括基本修整模塊以及車速補充模塊和可標定補償因數模塊。車速補償模塊生成車速補償因數。基本修整模塊基於車速補償因數或可標定補償因數生成基本修整信號。基本修整信號能夠基於發動機速度。基本修整信號能夠進一步基於輸送到發動機的燃料量。
文檔編號F02D43/00GK101725424SQ20091020638
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月15日 優先權日2008年10月15日
發明者F·G·雷頓 申請人:通用汽車環球科技運作公司