用于空氣充氣估計的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于空氣充氣估計的方法和系統(tǒng)
[0001 ]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求2014年11月20號提交的題為 “Method and System for Air ChargeEstimat1n” (用于空氣充氣估計的方法和系統(tǒng))的美國臨時專利申請N0.62/082，311的優(yōu)先權(quán)，為了所有目的，其整個內(nèi)容被并入本文以供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請涉及用于確定發(fā)動機系統(tǒng)的汽缸內(nèi)的空氣充氣的方法和系統(tǒng)，所述發(fā)動機系統(tǒng)經(jīng)配置以在許多發(fā)動機循環(huán)中重復(fù)執(zhí)行選擇性汽缸不加燃料操作。
[0004]【背景技術(shù)】和

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)動機可經(jīng)配置使用可變數(shù)量的活躍汽缸或停用汽缸操作從而增加燃料經(jīng)濟性，同時可選擇地保持關(guān)于化學(xué)計量比的總排氣混合空燃比。這種發(fā)動機稱之為可變排量發(fā)動機(VDE)。其中，在通過諸如速度/負荷窗口的參數(shù)限定的選定條件以及包括車輛速度的各種其它工況過程中可禁用一部分發(fā)動機汽缸。VDE控制系統(tǒng)可通過影響汽缸的進氣門和排氣門操作的多個汽缸氣門減活化劑的控制，或通過影響汽缸加燃料的多個選擇性停用的燃料噴射器的控制禁用一組選定的汽缸，諸如一排汽缸。
[0006]燃料經(jīng)濟性的進一步改進能夠在發(fā)動機中實現(xiàn)，所述發(fā)動機經(jīng)配置以通過停止在有索引的汽缸點火模式中燃料到某些選定汽缸的傳送而改變發(fā)動機的有效排量。Tripathi等人在US8，651，091中示出選擇性汽缸不加燃料的一個示例。在其中，發(fā)動機燃料控制器可連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)被加燃料的特定汽缸、不被加燃料的汽缸，且模式繼續(xù)用于的汽缸事件和/或發(fā)動機循環(huán)的數(shù)量。此外，可選擇地，沒有加燃料的每個汽缸的各個氣門機構(gòu)可被選擇性地停用，或保持操作，使得汽缸栗送未加燃料的汽缸充氣到排氣。通過避免燃料傳送到選定汽缸，帶有燃料傳送的活躍汽缸能夠更接近所需的效率被操作，從而增加發(fā)動機的總操作效率。通過改變選擇性不加燃料的汽缸的數(shù)量和特性，大范圍的發(fā)動機排量選擇是可行的。
[0007]然而，發(fā)明人這里已經(jīng)認識這種發(fā)動機系統(tǒng)的潛在問題。具體地，由于發(fā)動機控制器可運行的許多點火模式，汽缸空氣充氣估計可難以計算。在系統(tǒng)中，諸如帶有例如4汽缸和8汽缸模式的雙位VDE發(fā)動機系統(tǒng)，兩組查找表可基于來自兩種模式的測量數(shù)據(jù)生成。當(dāng)發(fā)動機在各自模式中操作時可使用每組查找表。
[0008]然而，對于選擇性不加燃料操作，很多可用的模式將需要等同數(shù)量的查找表，從而可導(dǎo)致過度復(fù)雜以至于具有全面準(zhǔn)確的汽缸空氣充氣估計會是不可行的。準(zhǔn)確的汽缸空氣充氣估計在確定適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淞?、火花正時、扭矩估計等時是有用的。此外，汽缸空氣充氣估計可用于估計并安排許多其它變量，諸如空燃比。結(jié)果，不準(zhǔn)確的汽缸空氣充氣估計可導(dǎo)致退化的發(fā)動機操作效率且可對排放控制有不利影響。
[0009]在一個示例中，上面的一些問題可通過用于發(fā)動機的方法解決，所述方法包括基于另一個、第二汽缸的點火模式調(diào)整用于第一汽缸的空氣充氣估計。這樣，可實時改善汽缸空氣充氣估計以用于任意汽缸點火模式，從而在選擇性汽缸不加燃料/點火操作過程中改善發(fā)動機效率。
[0010]在另一個示例中，用于發(fā)動機的方法包括:響應(yīng)于在當(dāng)前循環(huán)或前一循環(huán)過程中不點火的第二汽缸，調(diào)整用于第一汽缸的空氣充氣估計第一量；響應(yīng)于在當(dāng)前循環(huán)過程中點火而在前一循環(huán)過程中不點火的第二汽缸，調(diào)整空氣充氣估計第二量；響應(yīng)于在當(dāng)前循環(huán)中不點火而在前一循環(huán)過程中點火的第二汽缸，調(diào)整空氣充氣估計第三量，并且否則不調(diào)整空氣充氣估計。這樣，可改善汽缸空氣充氣估計，從而反過來可改善燃料經(jīng)濟性和排放控制。
[0011]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0012]圖1示出發(fā)動機系統(tǒng)布局的示例實施例。
[0013]圖2示出局部發(fā)動機視圖。
[0014]圖3示出在直列式四缸發(fā)動機配置中用于兩個汽缸的進氣事件的示例順序的圖表。
[0015]圖4示出用于基于不加燃料的發(fā)動機操作調(diào)整空氣充氣估計的高級流程圖。
【具體實施方式】
[0016]提供方法和系統(tǒng)，用于當(dāng)操作發(fā)動機時調(diào)整用于給定汽缸的空氣充氣估計，所述發(fā)動機經(jīng)配置用于通過發(fā)動機汽缸(諸如圖1和圖2的發(fā)動機系統(tǒng))的選擇性加燃料和不加燃料的選擇性汽缸停用。發(fā)動機控制器可基于第二汽缸的燃燒或不燃燒調(diào)整用于給定汽缸的空氣充氣估計，其中第二汽缸的沖程循環(huán)在圖3所示的給定汽缸的沖程循環(huán)后面180度。如圖4所示，可基于第二汽缸是否在用于給定汽缸的前一循環(huán)和當(dāng)前循環(huán)中燃燒調(diào)整空氣充氣估計。
[0017]圖1示出具有汽缸排15的示例發(fā)動機10。在描述的示例中，發(fā)動機10為直列式四缸
(14)發(fā)動機，其中汽缸排具有4個汽缸14。發(fā)動機10具有帶有節(jié)氣門20的進氣歧管16，和耦合到排放控制系統(tǒng)30的排氣歧管18。排放控制系統(tǒng)30包括一個或多個催化劑和空燃比傳感器，諸如關(guān)于圖2所述。如一個非限制性示例，發(fā)動機10能夠被包括作為用于客運車輛的推進系統(tǒng)的部分。
[0018]發(fā)動機系統(tǒng)1可具有汽缸14，其具有選擇性停用的進氣門50和選擇性停用的排氣門56。在一個示例中，進氣門50和排氣門56經(jīng)配置用于經(jīng)由電動各個汽缸氣門致動器的電動氣門驅(qū)動(EVA)。雖然描述的示例示出每個汽缸具有單一進氣門和單一排氣門，在替代示例中，如圖2詳述，每個汽缸可具有多個選擇性停用的進氣門和/或多個選擇性停用的排氣門。
[0019]在選定條件過程中，諸如不需要發(fā)動機的全扭矩能力時，發(fā)動機10的一個或多個汽缸可經(jīng)選定以用于選擇性停用(這里也稱為各個汽缸停用)。這可包括選擇性地使汽缸排15上的一個或多個汽缸停用。汽缸排上停用的汽缸的數(shù)量和特性(identity)可對稱或不對稱。
[0020]在停用過程中，選定汽缸可通過關(guān)閉各個汽缸氣門機構(gòu)停用，諸如進氣門機構(gòu)，排氣門機構(gòu)，或兩者的組合?？山?jīng)由水壓致動的提升器(例如，耦合到氣門推桿的提升器)、經(jīng)由凸輪廓線變換機構(gòu)或經(jīng)由耦合到每個汽缸的電動驅(qū)動的汽缸氣門機構(gòu)選擇性停用汽缸氣門，在所述凸輪廓線變換機構(gòu)中，沒有提升的凸輪凸角用于停用的氣門。此外，諸如通過使汽缸燃料噴射器停用可停止到停用的汽缸的燃料流和火花。
[0021]在一些示例中，發(fā)動機系統(tǒng)10可具有選擇性停用的(直接)燃料噴射器，且可通過關(guān)閉相應(yīng)的燃料噴射器同時保持進氣門和排氣門操作使選定汽缸停用，使得空氣可通過汽缸繼續(xù)被栗送。
[0022]雖然禁用選定汽缸，剩余啟用的或活躍的汽缸繼續(xù)用燃料噴射器和活躍的汽缸氣門機構(gòu)和操作實施燃燒。為了滿足扭矩要求，發(fā)動機在活躍汽缸上產(chǎn)生相同數(shù)量的扭矩。這要求較高的歧管壓力，從而導(dǎo)致較低的栗送損失和增加的發(fā)動機效率。并且，暴露于燃燒的較低有效表面積(僅來自啟用的汽缸)降低發(fā)動機熱損失，從而改善發(fā)動機的熱效率。
[0023]汽缸可停用以基于指定的控制算法提供具體的點火(和/或不點火)模式。更具體地，選定的停用的工作汽缸不點火而其它活躍的工作汽缸點火?？傮w模式可經(jīng)限定以用于發(fā)動機的一個循環(huán)，其中對于帶有汽缸的四缸發(fā)動機的示例，所述四缸發(fā)動機具有位置數(shù)字1-4(其中I在線的一端而4在線的另一端)和具有l(wèi)-x-4-x模式的1-3-4-2的點火次序，其中“X”表示不加燃料(或停用)且數(shù)字意為汽缸被加燃料且點火。另一個不同的模式可為X-3-X-2。其它模式可為l-x-x-4，和x-3-4-x，和1_3_4-χ，和1-χ_4_2等。雖然這些模式中的每個以相同的總氣流操作，但用于給定汽缸的汽缸充氣能夠取決于次序，且尤其取決于立即在前和立即緊接著的汽缸是點火還是不點火。因此，對于模式1-3-4-2、1-3