一种计算主动净化系统中的空气量的方法
技术领域
本发明涉及一种确定主动净化系统中的空气量的方法。更具体地，本发明涉及一种确定主动净化系统中的空气量的方法，当发动机的运行状态从怠速状态变为部分负载状态时，即使净化蒸发气体或者操作连续可变气门持续时间(continuously variable valveduration，CVVD)系统，该方法也可以防止失火。
背景技术
使燃料在燃烧室中完全地并且化学地燃烧的进气和燃料的比率被称为理论空燃比(air-fuel ratio)。为了在燃烧室内产生满足理论空燃比的燃烧，需要测量进气量，并且根据进气量供给燃料。
图1是示出节气门与燃烧室之间设置有歧管绝对压力(manifold absolutepressure，MAP)传感器的发动机的示意图。如图1所示，根据由MAP传感器测得的进气量喷射燃料。在当前情况下，假设通过节气门的空气到达燃烧室。
图2是示出具有废气再循环(exhaust gas recirculation，EGR)的发动机的示意图。当发动机应用EGR时，可以通过设置在空气过滤器与节气门之间的热膜式空气质量流量(air mass flow，HFM)传感器或者通过设置在节气门与燃烧室之间的MAP传感器确定进气量。即使在当前情况下，也假定通过节气门的空气到达燃烧室。
然而，当发动机从怠速状态切换至部分负荷状态或者从部分负荷状态切换至怠速状态时，根据发动机的每分钟的转数(revolutions per minute，RPM)以及进气门和排气门的打开和关闭正时，通过节气门的空气没有连续地到达燃烧室。
在当前情况下，当根据通过HFM传感器或MAP传感器确定的进气量来喷射燃料时，λ值(实际空燃比/理论空燃比)小于1(浓)或大于1(稀)，并且可能发生失火。
为了防止失火，根据确定的进气量喷射燃料，使得λ值变为0.7至0.9的范围。
同时，在罐中收集蒸发气体。根据蒸发气体法规，可以适当地处理蒸发气体。在混合动力车辆或者插电式混合动力车辆的情况下，试图通过在起动之前和之后处理蒸发气体来最小化发动机负荷，并且通过增加电动机驱动部来提高能量效率。
另外，为了提高燃料效率，存在将配置为控制进气门和排气门的打开保持时间的连续可变气门持续时间(CVVD)系统应用于混合动力车辆或者插电式混合动力车辆的趋势。
然而，由于在蒸发气体处理期间蒸发气体到达燃烧室，因此λ值减小。根据CVVD系统的操作，可以减少或增加到达燃烧室的进气量，并且可以减少或增加留在燃烧室中的排气量。
即，当混合动力车辆或者插电式混合动力车辆的发动机的运行状态从怠速状态变为部分负载状态，并且处理蒸发气体或者操作CVVD系统时，通过喷射大量燃料来防止失火的通常方法并不能防止失火，并且可能产生更多废气。
本发明的
背景技术
部分所包含的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不视为确认或任何形式的示意该信息组成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种确定主动净化系统中的空气量的方法，当发动机的运行状态从怠速状态变为部分负载状态时，即使净化蒸发气体或者操作连续可变气门持续时间(CVVD)系统，该方法也可以防止失火。
本发明的其它目的和优点，通过下述描述可得以理解，并且参照本发明的示例性实施方式而变得显而易见。另外，对于本发明的示例性实施方式所属领域技术人员来说很显然的是，可通过所要求保护的部件及其组合来实现本公开的目的和优点。
根据本发明的各种示例性实施方式，提供了一种确定净化系统中的空气量的方法，包括：由控制器检查发动机是否运行在怠速状态下；响应于从设置在进气管中的传感器接收的信号，由控制器确定到达发动机的燃烧室的空气量；由控制器检查收集在罐中的蒸发气体是否被引入进气管中；当蒸发气体确定为被引入进气管中时，由控制器估计被引入进气管中的蒸发气体的量，并且算术地初次校正根据蒸发气体的估计量所确定的空气量；由控制器检查发动机中的进气门的打开保持时间是否由于电连接至控制器的连续可变气门持续时间CVVD系统的操作而改变；以及由控制器通过将CVVD系统的操作负荷代入预定公式、预定表格或者预定映射图而得到校正变量，并且根据校正变量对初次校正的空气量算术地进行二次校正。
另外，在检查发动机是否运行在怠速状态下时，控制器可以检查发动机的冷却液的温度是否高于或等于预定值，并且当发动机未处于怠速状态或者冷却液的温度低于预定值时，控制器可以中断蒸发气体净化处理或者CVVD系统的操作。
另外，传感器可以包括：位于空气过滤器与节气门之间的热膜式空气质量流量(HFM)传感器；以及位于节气门与燃烧室之间的歧管绝对压力(MAP)传感器。
另外，罐可以通过净化管线连接至进气管，净化管线上可以设置有净化控制阀，净化控制阀与净化管线直接可以设置有净化泵，罐与净化泵之间可以设置有第一压力传感器，净化泵与净化控制阀之间可以设置有第二压力传感器，并且控制器可以根据净化泵的操作负荷来估计蒸发气体的量。
另外，控制器可以根据净化泵的RPM数、净化控制阀的打开和关闭正时(timing)、净化控制阀的打开量、从第一压力传感器产生的信号，以及从第二压力传感器产生的信号，来估计蒸发气体的量。
另外，发动机构可以根据初次或二次校正的空气量运行；并且为根据从发动机排出的废气中所包含的氧气量来确定或校正空气量，可以对存储在控制器中的公式、表格或映射图进行学习校正。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将通过并入本文的附图以及和附图一起说明本发明的某些原理的下述详细描述，而变得显而易见或被更详细的说明。
附图说明
图1是示出具有歧管绝对压力(MAP)传感器的发动机的示例性图。
图2是示出废气再循环(EGR)所至的发动机的示例性图。
图3是示出根据本发明示例性实施方式的确定主动净化系统中的空气量的方法的流程图。
图4是示出应用图3的确定主动净化系统中的空气量的方法的系统。
应理解的是，附图不一定按比例绘制，而是呈现了示出本发明的基本原理的各种特征的略微简化的表示。包含在本文中的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特定设计的应用和使用环境确定。
在附图中，附图标记贯穿附图中的多幅附图，指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
现在对本发明的各实施方式给出详细的参考，本发明的各种实施方式的示例在附图中示出并且在下文进行描述。尽管将结合本发明的示例性实施方式来描述本发明，但应理解的是，本描述并不旨在将本发明限制于那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方式，而且还覆盖可以包括在如所附权利要求确定的本发明的精神和范围之内的各种替代、变形、等同形式和其他实施方式。
在下文中，将参照附图描述根据本发明的示例性实施方式的确定主动净化系统中空气量的方法。
如图3所示，根据本发明的示例性实施方式的确定主动净化系统中的空气量的方法包括：由控制器100检查发动机200是否运行在怠速状态下(S100)；响应于从发动机300的进气管中设置的传感器接收到的信号，由控制器100确定到达发动机的燃烧室210的空气量(S200)；由控制器100检查收集在罐500中的蒸发气体是否被引入进气管300中(S300)；当蒸发气体确定为引入进气管300中时，由控制器100估计引入进气管300中的蒸发气体的量，并且算术地初次校正根据蒸发气体的估计量所确定的空气量(S400)；由控制器100检查发动机中进气门的打开保持时间是否由于连续可变气门持续时间(CVVD)系统400的操作而改变(S500)；以及由控制器100通过将CVVD系统400的操作负荷代入预定公式、预定表格或预定映射图而得到校正变量，并且根据校正变量对初次校正的空气量算术地进行二次校正(S600)。
怠速是指发动机200以最低转数连续运转，部分负荷是指发动机200产生的扭矩小于可产生的最大扭矩的状态。发动机200的扭矩在变速器中实时测量。
优选地，在检查发动机200是否运行在怠速状态下时(S100)，控制器100检查发动机200的冷却液的温度是否高于或等于预定值。当发动机200未处于怠速状态下或者冷却液的温度低于预定值时，控制器100中断蒸发气体净化处理或者CVVD系统400的操作。在当前情况下，预定值为50摄氏度。当冷却液的温度低于预定值时，控制器100确定为冷状态。在冷状态下，由于燃烧特性和产生的废气与热状态下的不同，因此在冷状态下禁止蒸发气体净化或者CVVD系统400的操作。
传感器包括：位于空气过滤器与节气门之间的热膜式空气质量流量(HFM)传感器310以及位于节气门与燃烧室210之间的歧管绝对压力传感器(MAP)320。控制器100同时从HFM传感器310和MAP传感器320接收信号。控制器100从通过设置在车辆中的各种传感器所接收到的信号得到凸轮的旋转角度、曲轴的旋转角度、燃料喷射压力等。
在检查收集于罐500中的蒸发气体是否被引入进气管300中(S300)时，当蒸发气体检查为未被引入进气管300中时，控制器100执行进气门的打开保持时间是否由于CVVD系统400的操作而改变的检查(S500)。
另外，在检查进气门的打开保持时间是否由于CVVD系统400的操作而改变时(S500)，当未操作CVVD系统400时，控制器100确定发动机200没有从怠速状态切换至部分负载状态。
同时，图4中所示的系统应用根据本发明示例性实施方式的确定主动净化系统中的空气量的方法。如图4所示，罐500通过净化管线600连接至进气管300。在净化管线600中设置有净化控制阀610。在净化控制阀610与净化管线600之间设置有净化泵620。在罐500与净化泵620之间设置有第一压力传感器630。在净化泵620与净化控制阀610之间设有第二压力传感器640。
在由控制器100估计被引入进气管300中的蒸发气体的量并且算术地初次校正根据蒸发气体的估计量所确定的空气量时(S400)，控制器100根据净化泵620的操作负荷来估计蒸发气体的量。除净化泵620的操作负荷之外，控制器100还可以根据净化泵620的RPM数、净化控制阀610的打开和关闭正时、净化控制阀610的打开量、从第一压力传感器630产生的信号，以及从第二压力传感器640产生的信号，来估计蒸发气体的量。
在净化泵620与净化控制阀610之间通过净化泵620压缩蒸发气体。通过控制净化控制阀610的打开和关闭正时以及打开量，可以将压缩的蒸发气体喷射入进气管300。可以通过控制蒸发气体的压缩程度和净化控制阀610的操作来控制喷射入进气管300中的蒸发气体的量。
可以根据净化泵620的负荷和RPM数之间的差以及由第一压力传感器630和第二压力传感器640测量的压力之间的差，来确定蒸发气体的浓度和密度。包含于蒸发气体中的烃的浓度、密度、量等，以及包含于蒸发气体中的空气的浓度、密度、量等可以根据蒸发气体的浓度或者密度来估计。
将用于确定包含于蒸发气体中的空气或烃的浓度、密度和量的公式、曲线图、表格等作为变量(例如，净化泵620的负荷和RPM数、净化控制阀610的打开和关闭正时以及打开量，以及通过第一压力传感器630与第二压力传感器640测量的压力之间的差)存储在控制器100中。
如图4所示，CVVD系统400安装在凸轮轴上。CVVD系统400根据凸轮轴的旋转角度来控制进气门或排气门的打开或关闭的操作。
在检查进气门的打开保持时间是否由于CVVD系统400的操作而改变时(S500)，控制器100检查CVVD系统400的操作。
通过从CVVD系统400发送至控制器100的信号或者从控制器100发送至CVVD系统400、用于执行操作的命令信号，来检查CVVD系统400的操作。控制器100从设置在发动机200和变速器中的传感器接收信号，并且检查发动机200的RPM数是否增加以及扭矩是否增加。
当操作CVVD系统400时，控制器100通过将CVVD系统400的操作负荷代入预先设置的公式、表格或映射图中，来执行校正变量的得到，并且根据校正变量对初次校正的空气量算术地进行二次校正(S600)。
CVVD系统400的操作负荷意味着施加于CVVD系统400的操作的电压、功率和电流的大小变化。将CVVD系统400的操作负荷代入预先设置的转换公式，或者代入转换图、转换表等，并且转换为空气量的校正变量。例如，空气量的校正变量可以是通过将CVVD系统的操作负荷乘以0.001而获得的值。
同时，根据空气量来供给燃料，并且发动机200运行。控制器100根据从设置在排气管中的λ传感器220接收到的信号，持续地得到从发动机200排出的废气中所包含的氧气量。控制器100根据得到的氧气量，确定是否发生稀薄燃烧或富氧燃烧。另外，为了根据设定的目标确定或校正空气量从而可以产生富氧燃烧或者稀薄燃烧，控制器100对作为计算或校正模型存储在控制器100中的公式、表格或映射图进行校正。
如上所述，根据本发明示例性实施方式的确定主动净化系统中的空气量的方法，响应于从设置在进气管300中的传感器所接收到的信号，控制器100确定到达燃烧室210的空气量；估计在蒸发气体处理期间到达燃烧室210的蒸发气体的量；根据蒸发气体的估计量，初次校正空气量；并且当操作CVVD系统400时，根据CVVD系统400的操作程度二次校正空气量。
因此，当发动机200的状态从怠速状态切换至部分负荷状态，对蒸发气体进行处理，或者即使当操作CVVD系统400时，也可以恰当地校正所确定的空气量，并且可以控制λ值，使得可以产生接近理论空燃比的燃烧。因此，当发动机200的状态从怠速状态切换至部分负荷状态时，可以防止失火，并且可以防止过度排出废气。
如上所述，根据本发明示例性实施方式的确定主动净化系统中的空气量的方法，响应于从设置在进气管中的传感器所接收到的信号，控制器可以确定到达发动机的燃烧室的空气量；估计在蒸发气体处理期间到达燃烧室的蒸发气体的量；根据蒸发气体的估计量，初次校正空气量；并且当操作连续可变气门持续时间(CVVD)系统时，根据CVVD系统的操作程度对初次校正的空气量进行二次校正。
因此，当发动机的状态从怠速状态切换至部分负荷状态，可以对蒸发气体进行处理，或者即使当操作CVVD系统时，也可以恰当地校正估计的空气量，并且可以控制λ值，使得可以产生接近理论空燃比的燃烧。因此，当发动机的状态从怠速状态切换至部分负荷状态时，可以防止失火，并且可以防止过度排出废气。
另外，术语“控制器”是指包括配置为执行解释为算法结构的一个或多个步骤的处理器和存储器的硬件设备。存储器可以是包括存储算法步骤的程序指令的非暂时性存储介质，并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明的各种示例性实施方式的方法的一个或多个过程。可以通过非易失性存储器和处理器来实现根据本公开的示例性实施方式的控制器，非易失性存储器配置为存储用于控制车辆的各种部件操作的算法或者关于用于执行算法的程序指令的数据，处理器配置为使用存储在存储器中的数据执行上文中描述的操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。或者，存储器和处理器可以集成在单一芯片中。处理器可以实现为一个处理器或多个处理器。
控制器可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于执行根据本发明的各种示例性实施方式的方法的一系列命令。
前述发明也可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储随后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、硅磁盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储设备等，以及作为载波实现(例如通过互联网传输)。
为了便于所附权利要求的解释和准确定义，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”、“向后”用于参照图中所示特征的位置来描述示例性实施方案的特征。还应理解，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。
出于说明和描述的目的，上文已经呈现了对本发明的具体的示例性实施方式的描述。它们并非旨在详尽或将本发明限制在所公开的精确的实施方式，并且显然，根据上述教示可以进行若干变形和变化。选择并描述的示例性实施方式是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，以使其他本领域的技术人员能够制造并利用本发明的各种示例性实施方式、以及其替代和变形。本发明的范围旨在由所附权利要求等进行限定。
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