雙燃料發(fā)動機系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本申請涉及在雙燃料系統(tǒng)中調節(jié)容積效率估計的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]發(fā)動機可以配置有直接燃料噴射器和/或進氣道燃料噴射器，直接燃料噴射器將燃料直接噴射入燃燒汽缸(直接噴射)，進氣道燃料噴射器將燃料噴射入汽缸進氣道(進氣道燃料噴射)。多燃料發(fā)動機系統(tǒng)能夠使用進氣道噴射和直接噴射二者，其中不同的燃料類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)動機的燃料的組成影響發(fā)動機的容積燃料經濟性和效率。如由Surnilla等人認識到的(US8387591)，直接噴射燃料的容積組成和燃料的辛烷值之間的非線性關系能夠使得發(fā)動機控制調整的計算變得復雜。本文發(fā)明人已經認識到，在多燃料系統(tǒng)(諸如雙燃料系統(tǒng))中，涉及更進一步程度的復雜性。這是因為發(fā)動機的容積效率取決于噴射入發(fā)動機的燃料類型的凈效果、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，進氣道噴射汽油燃料和直接噴射乙醇燃料對容積效率的影響可能不同于直接噴射汽油燃料和進氣道噴射乙醇燃料對容積效率的影響。因此，如果發(fā)動機的容積效率不調節(jié)以校正這些燃料效果，汽缸中的空氣的量可能被錯誤估計。這進而將導致發(fā)動機扭矩估計誤差、燃料系統(tǒng)監(jiān)控誤差等。總之，發(fā)動機性能將退化。

【發(fā)明內容】

[0004]上述問題的至少一些可以至少部分由一種用于在運轉多燃料系統(tǒng)時精確估計發(fā)動機容積效率的方法解決。該方法包括:在汽缸循環(huán)期間，響應于到汽缸的進氣道噴射的燃料和直接噴射的燃料，調節(jié)發(fā)動機容積效率估計；以及響應于發(fā)動機容積效率估計調節(jié)驅動器。以此方式，汽缸空氣充氣估計誤差能夠減小。
[0005]如一示例，發(fā)動機可以經由進氣道噴射加注第一燃料(例如，主要燃料，諸如汽油)。發(fā)動機還可以經由直接噴射加注第二不同的燃料(例如，輔助燃料，諸如乙醇)?？梢曰趦煞N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)動機的發(fā)動機容積效率。具體地，隨著汽油燃料的進氣道噴射增加，容積效率估計會降低，而隨著乙醇燃料的直接噴射增加，容積效率估計會增加。發(fā)動機的總體容積效率被計算為由于汽油燃料部分(fract1n)的進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，當歧管或汽缸(進氣沖程中)中的燃料蒸發(fā)時，其貢獻的壓力是燃料的局部壓力(partial pressure) 0因此，進氣道噴射的汽油部分的效果可以基于進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氣門打開時的進氣沖程期間實現，該調節(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)動機工況(諸如發(fā)動機轉速-負荷狀況)確定初始或基礎容積效率估計，并且可以進一步基于不同燃料的燃料部分和它們的噴射類型更新基礎估計?；诟碌娜莘e效率估計，汽缸空氣充氣估計可以被校正。可以相應地對一個或更多個發(fā)動機驅動器進行調節(jié)。例如，可以調節(jié)節(jié)氣門開度、凸輪正時、氣門正時、火花正時、噴射燃料數量和EGR流率中的一者或更多者。
[0006]雖然以上示例針對汽油和乙醇液體燃料描繪，應當理解，基于燃料類型和噴射類型的容積效率估計模型可以類似地應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節(jié)使用液體燃料和氣體燃料運轉的多燃料發(fā)動機系統(tǒng)中的容積效率，該多燃料發(fā)動機系統(tǒng)諸如具有進氣道噴射的CNG和直接噴射的汽油的發(fā)動機系統(tǒng)。
[0007]以此方式，可以更好地獲悉多燃料發(fā)動機系統(tǒng)的每種燃料和每種燃料噴射類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。通過提高容積效率估計的準確性，能夠減小汽缸空氣充氣估計誤差。因此，這改善了發(fā)動機驅動器控制并減少扭矩擾動。此外，基于空氣流量估計的一個或更多個其他發(fā)動機運轉參數的估計誤差也被減小。通過減小空氣-燃料誤差，提高了發(fā)動機性能。
[0008]應當理解，提供以上概述是為了以簡化形式介紹一些概念，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鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由隨附于【具體實施方式】的權利要求唯一限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或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】
[0009]圖1示出用于多燃料發(fā)動機的一個示例燃燒室。
[0010]圖2示出一種用于基于直接噴射和進氣道噴射的燃料調節(jié)多燃料系統(tǒng)中的容積效率估計的高級流程圖。
[0011]圖3示出根據本公開的一種基于調節(jié)的容積效率估計的示例驅動器調節(jié)。
【具體實施方式】
[0012]以下描述涉及用于提高多燃料發(fā)動機系統(tǒng)中(諸如圖1中的發(fā)動機系統(tǒng)中)的容積效率估計的精確性的系統(tǒng)和方法。發(fā)動機控制器可以執(zhí)行諸如圖2的例程的控制例程，以基于多燃料發(fā)動機系統(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型而估計發(fā)動機容積效率。基于修正的容積效率估計，可以調節(jié)一個或更多個發(fā)動機驅動器的設置以提高發(fā)動機性能。圖3示出示例調節(jié)。
[0013]圖1描繪內燃發(fā)動機10的燃燒室或汽缸的一個示例實施例。發(fā)動機10可以至少部分由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經由輸入裝置132、來自車輛操作者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生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機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。活塞138可以耦接至曲軸140，以便活塞的往復運動轉化成曲軸的旋轉運動。曲軸140可以經由變速器系統(tǒng)耦接至客運車輛的至少一個驅動輪。此外，啟動器馬達可以經由飛輪耦接至曲軸140以使發(fā)動機10能夠啟動運轉。
[0014]汽缸14能夠經由一系列進氣道142、144和146接收進氣空氣。除了汽缸14之夕卜，進氣道146能夠與發(fā)動機10的其他汽缸連通。在一些實施例中，一個或更多個進氣道可以包括升壓裝置，諸如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1示出發(fā)動機10配置有渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括布置在進氣道142和進氣道144之間的壓縮機174和沿著排氣道148布置的排氣渦輪176。壓縮機174可以至少部分地通過排氣渦輪176經由軸180而驅動，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)動機10被提供有機械增壓器的情況，排氣渦輪176可以選擇性地省略，其中壓縮機174可以由來自馬達或發(fā)動機的機械輸入驅動。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162可以沿著發(fā)動機的進氣道提供以用于改變提供至發(fā)動機汽缸的進氣空氣的流率和/或壓力。例如，如圖1所示，節(jié)氣門162可以設置在壓縮機174下游，或替代地提供在壓縮機174的上游。
[0015]排氣道148能夠接收來自除了汽缸14之外的發(fā)動機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，諸如線性氧傳感器或UEG0(通用或寬域排氣氧傳感器)、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)動機10的每個汽缸可以包括一個或更多個進氣門和一個或更多個排氣門。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部區(qū)域處的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部區(qū)域處的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。
[0017]進氣門150可以由控制器12經由驅動器152控制。類似地，排氣門156可以由控制器12經由驅動器154控制。在一些狀況期間，控制器12可以改變提供至驅動器152和驅動器154的信號以控制各自的進氣門和排氣門的打開和關閉。進氣門150和排氣門156的位置可以由各自的氣門位置傳感器(未示出)確定。氣門驅動器可以是電動氣門驅動類型或