雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及在雙燃料系統(tǒng)中調(diào)節(jié)容積效率估計(jì)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置有直接燃料噴射器和/或進(jìn)氣道燃料噴射器，直接燃料噴射器將燃料直接噴射入燃燒汽缸(直接噴射)，進(jìn)氣道燃料噴射器將燃料噴射入汽缸進(jìn)氣道(進(jìn)氣道燃料噴射)。多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠使用進(jìn)氣道噴射和直接噴射二者，其中不同的燃料類(lèi)型被提供至不同的噴射器。例如，乙醇燃料的直接噴射可以與汽油燃料的進(jìn)氣道噴射連用。其中，醇燃料的直接噴射可以利用醇燃料的較高蒸發(fā)熱的增加的增壓中冷效果和增加的辛烷。這幫助解決爆震限制，尤其是在升壓狀況下。另外，汽油燃料的進(jìn)氣道噴射可以利用汽油燃料的較高功率輸出。
[0003]因此，噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的組成影響發(fā)動(dòng)機(jī)的容積燃料經(jīng)濟(jì)性和效率。如由Surnilla等人認(rèn)識(shí)到的(US8387591)，直接噴射燃料的容積組成和燃料的辛烷值之間的非線(xiàn)性關(guān)系能夠使得發(fā)動(dòng)機(jī)控制調(diào)整的計(jì)算變得復(fù)雜。本文發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在多燃料系統(tǒng)(諸如雙燃料系統(tǒng))中，涉及更進(jìn)一步程度的復(fù)雜性。這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率取決于噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料類(lèi)型的凈效果、噴射的每種燃料的量以及用于噴射燃料的噴射系統(tǒng)。也就是說(shuō)，進(jìn)氣道噴射汽油燃料和直接噴射乙醇燃料對(duì)容積效率的影響可能不同于直接噴射汽油燃料和進(jìn)氣道噴射乙醇燃料對(duì)容積效率的影響。因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率不調(diào)節(jié)以校正這些燃料效果，汽缸中的空氣的量可能被錯(cuò)誤估計(jì)。這進(jìn)而將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估計(jì)誤差、燃料系統(tǒng)監(jiān)控誤差等?？傊?，發(fā)動(dòng)機(jī)性能將退化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]上述問(wèn)題的至少一些可以至少部分由一種用于在運(yùn)轉(zhuǎn)多燃料系統(tǒng)時(shí)精確估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率的方法解決。該方法包括:在汽缸循環(huán)期間，響應(yīng)于到汽缸的進(jìn)氣道噴射的燃料和直接噴射的燃料，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率估計(jì)；以及響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率估計(jì)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器。以此方式，汽缸空氣充氣估計(jì)誤差能夠減小。
[0005]如一示例，發(fā)動(dòng)機(jī)可以經(jīng)由進(jìn)氣道噴射加注第一燃料(例如，主要燃料，諸如汽油)。發(fā)動(dòng)機(jī)還可以經(jīng)由直接噴射加注第二不同的燃料(例如，輔助燃料，諸如乙醇)。可以基于兩種燃料的每種的噴射量以及它們的噴射系統(tǒng)確定雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率。具體地，隨著汽油燃料的進(jìn)氣道噴射增加，容積效率估計(jì)會(huì)降低，而隨著乙醇燃料的直接噴射增加，容積效率估計(jì)會(huì)增加。發(fā)動(dòng)機(jī)的總體容積效率被計(jì)算為由于汽油燃料部分(fract1n)的進(jìn)氣道噴射而容積效率降低和由于乙醇燃料部分的直接噴射而容積效率增加的凈效果。因此，當(dāng)歧管或汽缸(進(jìn)氣沖程中)中的燃料蒸發(fā)時(shí)，其貢獻(xiàn)的壓力是燃料的局部壓力(partial pressure) 0因此，進(jìn)氣道噴射的汽油部分的效果可以基于進(jìn)氣道中汽油燃料的局部壓力確定。直接噴射的乙醇燃料的效果類(lèi)似地可以基于汽缸中的乙醇燃料的局部壓力確定。具體地，由于直接噴射的乙醇燃料的冷卻效果僅在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)的進(jìn)氣沖程期間實(shí)現(xiàn)，該調(diào)節(jié)可以基于IVO事件期間汽缸中的局部壓力。在一種示例中，控制器可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速-負(fù)荷狀況)確定初始或基礎(chǔ)容積效率估計(jì)，并且可以進(jìn)一步基于不同燃料的燃料部分和它們的噴射類(lèi)型更新基礎(chǔ)估計(jì)。基于更新的容積效率估計(jì)，汽缸空氣充氣估計(jì)可以被校正?？梢韵鄳?yīng)地對(duì)一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，可以調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、凸輪正時(shí)、氣門(mén)正時(shí)、火花正時(shí)、噴射燃料數(shù)量和EGR流率中的一者或更多者。
[0006]雖然以上示例針對(duì)汽油和乙醇液體燃料描繪，應(yīng)當(dāng)理解，基于燃料類(lèi)型和噴射類(lèi)型的容積效率估計(jì)模型可以類(lèi)似地應(yīng)用于各種其他燃料和噴射組合。例如，相同的模型可以用于精確地調(diào)節(jié)使用液體燃料和氣體燃料運(yùn)轉(zhuǎn)的多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的容積效率，該多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)諸如具有進(jìn)氣道噴射的CNG和直接噴射的汽油的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0007]以此方式，可以更好地獲悉多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的每種燃料和每種燃料噴射類(lèi)型的冷卻和局部壓力的凈效果并將其用于校正容積效率估計(jì)。通過(guò)提高容積效率估計(jì)的準(zhǔn)確性，能夠減小汽缸空氣充氣估計(jì)誤差。因此，這改善了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制并減少扭矩?cái)_動(dòng)。此外，基于空氣流量估計(jì)的一個(gè)或更多個(gè)其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的估計(jì)誤差也被減小。通過(guò)減小空氣-燃料誤差，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
[0008]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化形式介紹一些概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出用于多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)示例燃燒室。
[0010]圖2示出一種用于基于直接噴射和進(jìn)氣道噴射的燃料調(diào)節(jié)多燃料系統(tǒng)中的容積效率估計(jì)的高級(jí)流程圖。
[0011]圖3示出根據(jù)本公開(kāi)的一種基于調(diào)節(jié)的容積效率估計(jì)的示例驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下描述涉及用于提高多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中(諸如圖1中的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中)的容積效率估計(jì)的精確性的系統(tǒng)和方法。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以執(zhí)行諸如圖2的例程的控制例程，以基于多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的每種燃料的燃料部分以及用于輸送每種燃料的噴射類(lèi)型而估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率。基于修正的容積效率估計(jì)，可以調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)置以提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。圖3示出示例調(diào)節(jié)。
[0013]圖1描繪內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室或汽缸的一個(gè)示例實(shí)施例。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以至少部分由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置132、來(lái)自車(chē)輛操作者130的輸入控制。在該示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸(即，燃燒室)14可以包括燃燒室壁136，其中活塞138位于燃燒室壁中?；钊?38可以耦接至曲軸140，以便活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸140可以經(jīng)由變速器系統(tǒng)耦接至客運(yùn)車(chē)輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。此外，啟動(dòng)器馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪耦接至曲軸140以使發(fā)動(dòng)機(jī)10能夠啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0014]汽缸14能夠經(jīng)由一系列進(jìn)氣道142、144和146接收進(jìn)氣空氣。除了汽缸14之夕卜，進(jìn)氣道146能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸連通。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣道可以包括升壓裝置，諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。例如，圖1示出發(fā)動(dòng)機(jī)10配置有渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括布置在進(jìn)氣道142和進(jìn)氣道144之間的壓縮機(jī)174和沿著排氣道148布置的排氣渦輪176。壓縮機(jī)174可以至少部分地通過(guò)排氣渦輪176經(jīng)由軸180而驅(qū)動(dòng)，其中升壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而，在另一些示例中，諸如其中發(fā)動(dòng)機(jī)10被提供有機(jī)械增壓器的情況，排氣渦輪176可以選擇性地省略，其中壓縮機(jī)174可以由來(lái)自馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸入驅(qū)動(dòng)。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門(mén)162可以沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道提供以用于改變提供至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣空氣的流率和/或壓力。例如，如圖1所示，節(jié)氣門(mén)162可以設(shè)置在壓縮機(jī)174下游，或替代地提供在壓縮機(jī)174的上游。
[0015]排氣道148能夠接收來(lái)自除了汽缸14之外的發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸的排氣。排氣傳感器128被示出耦接至排放控制裝置178上游的排氣道148。傳感器128可以是用于提供排氣空燃比的指示的任意合適的傳感器，諸如線(xiàn)性氧傳感器或UEG0(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EG0 (如所描繪的)、HEG0(加熱型EGO)、N0x、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、N0X捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。
[0016]發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)或更多個(gè)排氣門(mén)。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部區(qū)域處的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥150和至少一個(gè)排氣提升閥156。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部區(qū)域處的至少兩個(gè)進(jìn)氣提升閥和至少兩個(gè)排氣提升閥。
[0017]進(jìn)氣門(mén)150可以由控制器12經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器152控制。類(lèi)似地，排氣門(mén)156可以由控制器12經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器154控制。在一些狀況期間，控制器12可以改變提供至驅(qū)動(dòng)器152和驅(qū)動(dòng)器154的信號(hào)以控制各自的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。進(jìn)氣門(mén)150和排氣門(mén)156的位置可以由各自的氣門(mén)位置傳感器(未示出)確定。氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器可以是電動(dòng)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)類(lèi)型或