用于针对发动机冷起动来表征老化的燃料的系统和方法与流程

文档序号:18296291发布日期:2019-07-31 09:24阅读:163来源:国知局
用于针对发动机冷起动来表征老化的燃料的系统和方法与流程

本描述总体涉及用于在冷起动期间控制车辆发动机的方法和系统。



背景技术:

燃料挥发性可能会影响在车辆中可能包括的发动机的起动性能。作为一个示例,较低分子量的碳氢化合物(在本文还被称为“轻质油”,例如一碳甲烷到四碳丁烷)可能会随着燃料老化而蒸发,从而在燃料中剩下较高百分比的不大挥发的较高分子量的碳氢化合物(在本文还被称为“重质油”,例如七碳庚烷和更多碳的烷)。在混合动力电动车辆(hev)系统中,因为可能间歇地使用发动机并且因此燃料可能消耗地比较慢,所以可能会加剧燃料老化。老化的挥发性较低的燃料(还称为“迟滞燃料”)可能会在冷起动期间导致发动机迟滞,从而导致冷起动期间的车辆排放和客户的不满。因此,可以使用用于在冷起动期间调整燃烧以补偿老化的燃料的各种方法。

huber等在美国9,581,101b2中示出补偿燃料年龄的用于发动机起动期间的燃料喷射控制方法的一个示例。其中,根据燃料、通过燃料箱通风孔蒸发的燃料质量和各种系统温度(例如,环境温度、发动机温度和岐管空气温度)的模型确定表示燃料老化的适配因子。使用所述适配因子来调整燃料喷射量和/或正时。

然而,本文发明人已经认识到此类方法的潜在问题,主要是因为以下事实:所述方法未考虑燃料的化学性质。作为一个示例,所蒸发的燃料的量可能不是剩余燃料的挥发性的准确指示。因此,对燃料喷射量和/或正时的调整可能并不准确。因此,可能未充分减轻在发动机起动期间的发动机迟滞和车辆排放。



技术实现要素:

在一个示例中,可以通过一种方法解决上文描述的问题,所述方法包括:在燃烧燃料的发动机的冷起动期间,经由预定的燃料蒸馏曲线来估计存储在燃料箱中的燃料的蒸气压力;以及基于所述所估计的蒸气压力来调整燃烧参数。以此方式,可以准确地估计燃料蒸气压力和因此燃料挥发性。

作为一个示例,所述预定的蒸馏曲线选自在基于物理学的模型中包括的多条预定的燃料蒸馏曲线。举例来说,可以基于醇含量、辛烷值和燃料的年龄中的一者或多者来选择所述预定的燃料蒸馏曲线。控制器可以将燃料温度和燃料箱压力输入到所述基于物理学的模型中以确定所估计的燃料蒸气压力,例如,随后可以使用所述所估计的燃料蒸气压力来调整燃烧参数。在一些示例中,根据环境温度估计燃料温度,并且根据环境压力估计燃料箱压力。所述燃烧参数可以包括燃料喷射量、燃料喷射正时、进气道燃料喷射相对于直接燃料喷射的分数、所命令的空燃比以及点火正时中的一者或多者。以此方式,可以针对所估计的燃料蒸气压力(以及因此随着燃料老化而减小的燃料挥发性)来优化所述燃烧参数,进而减少在发动机起动期间的发动机迟滞和车辆排放。

本文发明人已经进一步认识到,例如,依据环境条件和发动机已经关闭的时间量,环境温度和环境压力可能分别未准确地表示燃料温度和燃料箱压力。因此,使用环境温度和环境压力来估计燃料蒸气压力可能未完全优化燃烧参数。举例来说,如果燃烧参数被过度调整或不足调整,仍然可能出现发动机迟滞且/或可能降低燃料经济性,例如,这取决于特定燃烧参数和作出的调整。

因此,作为另一示例,一种方法包括:响应于在冷起动条件期间的发动机起动请求,使用基于物理学的模型来估计存储在燃料箱中的燃料的挥发性;基于发动机不活动持续时间来确定所估计的挥发性的置信度;以及基于所述所估计的挥发性和所述所确定的置信度来调整从所述燃料箱输送到发动机的燃料的喷射量和喷射正时。通过基于所确定的置信度来调整喷射量和喷射正时,可以减少过度调整和不足调整,进而进一步减少发动机迟滞并且增加燃料经济性。

应理解,提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由在所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外,所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示意性地示出示例性车辆推进系统。

图2示出联接到发动机系统的燃料系统和蒸发式排放系统的示意性描绘。

图3是用于在发动机冷起动期间估计燃料特性并且基于所估计的燃料特性来优化一个或多个燃烧参数的示例性方法的流程图。

图4说明可以用于在发动机冷起动期间基于燃料挥发性来优化一个或多个燃烧参数的基于物理学的模型的框图。

图5示出发动机关闭时间、所估计的蒸气压力的置信度与对燃烧参数的调整程度之间的关系。

图6示出发动机关闭时间、所估计的燃料温度范围、所估计的燃料蒸气压力范围与燃料喷射量之间的示例性关系。

具体实施方式

以下描述涉及用于在发动机冷起动期间减少发动机迟滞和车辆排放的系统和方法。具体来说,提供用于估计车辆系统(例如关于图1和图2描述的示例性混合动力电动车辆系统)中的燃料挥发性的系统和方法。由所估计的燃料蒸气压力表示燃料挥发性,可以使用基于物理学的模型(例如,在图4中示出的基于物理学的模型)来确定所述所估计的燃料蒸气压力。所述所估计的燃料蒸气压力可以用于例如根据图3的示例性方法来优化一个或多个燃烧参数。图5通过图形说明可以如何在所估计的燃料蒸气压力的置信度较高时更大程度地调整燃烧参数,所述置信度随着在发动机冷起动之前所述发动机已经关闭的时间量而变化。图6通过图形说明可以如何根据所估计的燃料温度范围来确定燃料喷射量,其中所述所估计的燃料温度范围随着在发动机冷起动之前所述发动机已经关闭的时间量增加而减小。

图1说明示例性车辆系统100。车辆系统100包括燃烧燃料的发动机110和马达120。作为非限制性示例,发动机110包括内燃机并且马达120包括电动机。马达120可以被配置成利用或消耗不同于发动机110的能量源。举例来说,发动机110可以消耗液态燃料(例如,汽油)以产生发动机输出,而马达120可以消耗电能以产生马达输出。因此,可以称具有推进系统100的车辆是混合动力电动车辆(hev)。

车辆系统100可以依据车辆推进系统所遇到的工况而利用多种不同的操作模式。这些模式中的一些模式可以使得发动机110能够维持在关闭状态(例如,被设定为未启动的状态)中,在所述关闭状态中,发动机处的燃料的燃烧被中止。举例来说,在选定的工况下,在发动机110被停用时,马达120可以经由驱动轮130来推进车辆,如箭头122所指示。

在其他工况期间,可以将发动机110设定为停用状态(如上文描述),而可以操作马达120以对能量存储装置150进行充电。举例来说,马达120可以从驱动轮130接收轮转矩,如箭头122所指示,并且可以将车辆的动能转化为电能以便存储在能量存储装置150处,如箭头124所指示。此操作可以称为对车辆的再生制动。因此,马达120在一些示例中可以充当发电机。然而,在其他示例中,发电机160可以替代地从驱动轮130接收轮转矩,并且可以将车辆的动能转化为电能以便存储在能量存储装置150处,如箭头162所指示。作为额外的示例,马达120可以使用存储在能量存储装置150处的能量使发动机110在起动操作中转动起动,如箭头186所指示。

在其他工况期间,可以通过燃烧从燃料系统140接收的燃料来操作发动机110,如箭头142所指示。举例来说,在马达120被停用时,可以操作发动机110以经由驱动轮130来推进车辆,如箭头112所指示。在其他工况期间,可以各自操作发动机110和马达120以经由驱动轮130来推进车辆,如分别由箭头112和122指示。其中发动机和马达可以选择性地推进车辆的配置可以称为并联类型车辆推进系统。应注意,在一些示例中,马达120可以经由第一组驱动轮来推进车辆,并且发动机110可以经由第二组驱动轮来推进车辆。

在其他示例中,车辆系统100可以被配置成串联类型车辆推进系统,借此,发动机不直接推进驱动轮。而是,可以操作发动机110以向马达120供应动力,所述马达继而可以经由驱动轮130来推进车辆,如箭头122所指示。举例来说,在选定的工况期间,发动机110可以如箭头116所指示来驱动发电机160,这继而可以如箭头114所指示向马达120中的一者或多者供应电能或者如箭头162所指示向能量存储装置150供应电能。作为另一示例,可以操作发动机110以驱动马达120,所述马达继而可以充当发电机以将发动机输出转化为电能。所述电能可以存储在能量存储装置150处(例如)以供马达稍后使用。

燃料系统140可以包括用于在车辆上存储燃料的一个或多个燃料箱144。举例来说,燃料箱144可以存储一种或多种液态燃料,包括(但不限于):汽油、柴油和乙醇燃料。在一些示例中,可以在车辆上将燃料存储为两种或更多种不同燃料的混合物。举例来说,燃料箱144可以被配置成存储汽油和乙醇的混合物(例如,e10、e85等)或汽油和甲醇的混合物(例如,m10、m85等),借此,可以如箭头142所指示将这些燃料或燃料混合物输送到发动机110。可以将其他合适的燃料或燃料混合物供应给发动机110,其中可以燃烧它们以产生发动机输出(例如,转矩)。可以利用所述发动机输出来推进车辆(如箭头112所指示),或者经由马达120或发电机160对能量存储装置150进行再充电。

在一些示例中,能量存储装置150可以被配置成存储电能,可以将所述电能供应给驻留在车辆上的其他电气负载(除了马达之外),包括车厢加热和空气调节、发动机起动、头灯、车厢音频和视频系统等。作为非限制性示例,能量存储装置150可以包括一个或多个蓄电池和/或电容器。

控制系统190可以与发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者通信。控制系统190可以从发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者接收传感反馈信息。此外,控制系统190可以响应于此传感反馈而将控制信号发送到发动机110、马达120、燃料系统140、能量存储装置150和发电机160中的一者或多者。

控制系统190可以从车辆操作者102接收操作者所请求的车辆推进系统的输出的指示。举例来说,控制系统190可以从踏板位置传感器194接收关于踏板192的位置的传感反馈。踏板192可以示意性地是指车辆操作者102可以压下的制动踏板和/或加速踏板。此外,在一些示例中,控制系统190可以与远程发动机起动接收器195(或者收发器)通信,所述远程发动机起动接收器从具有远程起动按钮105的遥控钥匙104接收无线信号106。在其他示例(未示出)中,可以经由蜂窝电话或基于智能电话的系统起始远程发动机起动,其中用户的电话将数据发送到服务器并且所述服务器与所述车辆通信以起动发动机。

在自主车辆(av)的情况下,在控制系统190内包括的自主车辆控制系统191可以在指定行程期间在起动之前或者在途中取代操作者102。av控制系统191可以向控制系统190提供车辆系统100的指示和/或所请求的输出。根据来自av控制系统191的请求,控制系统190随后致动各种车辆致动器以推进车辆。在av的情况下,车辆系统100可以包括用于检测车辆周围环境的各种装置,例如雷达、激光、gps、里程计和计算机视觉传感器。作为av控制系统的部分的高级控制系统可以解译传感信息以识别适当的导航路径以及障碍物和相关的标识(例如,限速、交通信号等)。av控制系统191可以还包括:能够分析传感数据以区分道路上的不同的车辆的可执行指令,这可以辅助规划到达所要的目的地的路径;以及与传感反馈组合地将车辆停在指定或检测到可用的停车场中的可执行指令。举例来说,所述av控制系统可以包括用于检测道路的类型(例如,单行道、高速公路、分车道的公路等)或可用的停车场(例如,基于日时或搭车区而不被禁止的车辆的具有足够空隙的空的空间等)的可执行指令。

能量存储装置150可以周期性地从驻留在车辆外部的电源180(例如,不是所述车辆的部分的外部固定电力网)接收电能,如箭头184所指示。作为非限制性示例,车辆系统100可以被配置成插入式hev(phev),借此,可以经由电能传输电缆182将电能从电源180供应给能量存储装置150。在从电源180对能量存储装置150进行再充电操作期间,电气传输电缆182可以将能量存储装置150和电源180电联接。在操作车辆推进系统以推进车辆时,可以使电气传输电缆182在电源180与能量存储装置150之间断开连接。控制系统190可以识别和/或控制存储在能量存储装置处的电能的量,所述电能量可以称为充电状态(soc)。

在其他示例中,可以省略电气传输电缆182,其中可以在能量存储装置150处从电源180无线地接收电能。举例来说,能量存储装置150可以经由电磁感应、无线电波和电磁谐振中的一者或多者从电源180接收电能。因此,应了解,可以使用任何合适的方法来用于从不构成车辆的部分的电源对能量存储装置150进行再充电。以此方式,马达120可以通过利用除了由发动机110利用的燃料之外的能量源来推进车辆。

在其他示例中,车辆系统100可以包括一块或多块太阳能电池108,所述一块或多块太阳能电池操作以将入射的太阳能辐射转化为电能。太阳能电池108经由充电控制器32而电联接到太阳能电池30。太阳能电池108和充电控制器32操作以供应电流以便对太阳能电池30进行充电。在此示例中,太阳能电池30被收容在能量存储装置150内并且电联接到所述能量存储装置,但在其他配置中,太阳能电池30可以在被单独地收容的同时电联接到能量存储装置150。在其他配置中,可以使太阳能电池30与能量存储装置150物理隔离且电隔离。太阳能电池30因此可以被配置成依据发动机工况、充电状态和电池要求而提供电荷或者从能量存储装置150接收电荷。在一些示例中,太阳能电池30可以被配置成独立地直接向车辆致动器和装置供应电荷。另外,在一些示例中,充电控制器32可以用于直接向车辆致动器和装置供应电力,而不需要首先将电荷存储在太阳能电池30中。

可以将太阳能电池108安装在车辆的任何便利的外表面上,例如,车顶、引擎盖、行李厢等。然而,可以另外或替代地将太阳能电池108安装在车辆的内部上,例如安装在仪表盘或者接近窗户或内部灯泡的其他乘客舱表面上。一般来说,太阳能电池操作以将入射在上面的太阳能辐射转化为电能。在一些示例中,太阳能电池108可以包括由例如硅的无定形半导体材料形成的一连串光伏电池。另外,可以使个别的光伏电池互连以便向共同输出电缆188提供恒定的电能流,所述共同输出电缆将太阳能电池108电联接到充电控制器32和太阳能电池30。以此方式,太阳能电池108可以产生用于推进车辆或者向一个或多个额外的车辆致动器和装置供应电力的电能。

燃料系统140可以周期性地从驻留在车辆外部的燃料源接收燃料。作为非限制性示例,可以通过经由燃料分发装置170接收燃料而给车辆系统100加注燃料,如箭头172所指示。在一些示例中,燃料箱144可以被配置成存储从燃料分发装置170接收的燃料,直到将所述燃料供应给发动机110用于燃烧为止。在一些示例中,控制系统190可以经由燃料水平传感器来接收存储在燃料箱144中的燃料的水平的指示。可以(例如)经由车辆仪表板(例如,消息中心)196中的燃料计或指示将存储在燃料箱144中的燃料的水平(例如,由燃料水平传感器识别)传达给车辆操作者。

车辆系统100还可以包括环境温度传感器198和滚动稳定性控制传感器(例如,侧向和/或纵向和/或横摆率传感器199)。车辆仪表板196可以包括指示灯和/或基于文本的显示器,其中向操作者显示消息。车辆仪表板196还可以包括用于接收操作者输入的各种输入装置,例如按钮、触摸屏、语音输入/辨识等。举例来说,车辆仪表板196可以包括燃料加注按钮197,车辆操作者可以手动地致动或按压所述燃料加注按钮以起始燃料加注。

控制系统190可以使用适当的通信技术而通信地联接到其他车辆或基础设施。举例来说,控制系统190可以经由无线网络131而联接到其他车辆或基础设施,所述无线网络可以包括wi-fi、蓝牙、蜂窝服务类型、无线数据传递协议等。控制系统190可以经由车辆对车辆(v2v)、车辆对基础设施对车辆(v2i2v)和/或车辆对基础设施(v2i或v2x)技术来广播(和接收)关于车辆数据、车辆诊断、交通状况、车辆位置信息、车辆操作程序等的信息。在车辆之间交换的信息可以在车辆之间直接传送或者可以是多跳的。在一些示例中,可以使用较长范围的通信(例如,wimax)来取代v2v或v2i2v或者与v2v或v2i2v联合以将覆盖区域扩展数英里。在其他示例中,车辆控制系统190可以经由无线网络131和互联网(例如,云)而通信地联接到其他车辆或基础设施。

车辆系统100还可以包括车辆的操作者可以与其交互的车载导航系统132(例如,全球定位系统)。导航系统132可以包括用于辅助估计车辆速度、车辆海拔、车辆定位/位置等的一个或多个位置传感器。此信息可以另外用于推断出发动机操作参数,例如本地气压。如上文所论述,控制系统190可以进一步被配置成经由互联网或其他通信网络来接收信息。从gps接收的信息可以与可以经由互联网得到的信息交叉参考以确定本地天气状况、本地车辆法规等。

图2示出可以在车辆系统100中包括的发动机系统208的示意性描绘。因此,先前在图1中介绍的相同的组件被相同地编号并且可以不再介绍。发动机系统208示出为包括具有多个气缸230的发动机110。发动机110可以包括发动机进气系统223和发动机排气系统225。发动机进气系统223可以包括经由进气道242而流体地联接到进气岐管244的进气节气门262。空气可以在穿过在进气节气门262的上游联接到进气道242的空气过滤器252之后被运送到进气节气门262。发动机排气系统225包括通向排气道235的排气岐管248,所述排气道将排气运送到大气。发动机排气系统225可以包括被安装在紧密联接位置的一个或多个排放控制装置270。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀nox捕集器、微粒过滤器(例如,柴油微粒过滤器或汽油微粒过滤器)、氧化催化剂等。将了解,可以在发动机中包括其他部件,例如多种阀和传感器,如在本文进一步阐述。在其中发动机系统208是增压发动机系统的一些实施方案中,所述发动机系统可以还包括增压装置,例如涡轮增压器(未示出)。

爆震传感器290可以联接到发动机110中的各个位置,包括发动机缸体。爆震传感器290的输出可以用于指示气缸230和在发动机110中包括的其余气缸中的异常燃烧事件。在一个示例中,基于爆震传感器290在一个或多个所界定的窗口(例如,曲柄角度正时窗口)中的输出,可以识别和区分由于爆震和提前点火中的一者或多者而引起的异常燃烧。举例来说,可以响应于在爆震窗口中获得的爆震传感器输出高于爆震阈值来识别爆震,而可以响应于在提前点火窗口中获得的爆震传感器输出高于提前点火阈值来识别提前点火。例如,提前点火阈值可以高于爆震阈值,并且提前点火窗口可以早于爆震窗口。在一些示例中,爆震传感器输出可以与曲轴加速度传感器的输出进行组合来识别爆震和提前点火中的一者或多者。

发动机110的每个气缸可以包括用于起始燃烧的火花塞292。点火系统可以在选择操作模式下响应于来自在控制系统190中包括的控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞292向气缸230提供点火火花。可以基于发动机工况和驱动器扭矩需求来调整信号sa的正时。举例来说,可以在最大制动转矩(mbt)正时下提供火花以使发动机动力和效率最大化。控制器12可以将发动机工况,包括发动机转速、发动机负荷和排气空燃比(afr),输入到查找表中并且针对所输入的发动机工况而输出对应的mbt正时。在其他示例中,可以相对于mbt将火花延迟,以便加快发动机起动期间的催化剂暖机或者减小发动机爆震的发生率。

发动机系统208示出为联接到燃料系统140和蒸发式排放系统219。燃料系统140包括联接到燃料泵234的燃料箱144,所述燃料箱向推进车辆系统100的发动机110供应燃料。蒸发式排放系统219包括燃料蒸气存储滤罐222。在燃料箱燃料加注事件期间,可以通过燃料加注端口284从外部源将燃料泵送到燃料箱144中。燃料箱144可以保持多种燃料混合物,包括具有某一乙醇浓度范围的燃料,例如各种汽油-乙醇混合物,包括e10、e85、汽油等,和其组合。位于燃料箱144中的燃料水平传感器282可以向控制器12提供燃料水平的指示(“燃料水平输入”)。如所描绘,燃料水平传感器282可以包括连接到可变电阻器的浮子。替代地,可以使用其他类型的燃料水平传感器。

燃料泵234被配置成将经加压的燃料输送到发动机110的燃料喷射器,例如示例性燃料喷射器266。虽然仅示出单个燃料喷射器266,但可以为每个气缸提供额外的燃料喷射器。在图2的示例中,燃料喷射器266示出为直接联接到一个气缸230以便直接在其中喷射燃料。例如,所喷射的燃料的量可以与经由电子驱动器从控制器12接收到的信号fpw的脉冲宽度成比例。以此方式,燃料喷射器266提供被认为是将燃料直接喷射(在下文还称为“di”)到气缸230中的燃料喷射器。在替代性示例中,按照一种配置,燃料喷射器266可以布置在进气道中而不是直接联接到气缸230,所述配置提供被称为在气缸230的上游将燃料进气道喷射(在下文还称为“pfi”)到进气道中的配置。在其他示例中,气缸230可以包括多个喷射器,所述多个喷射器可以被配置成直接燃料喷射器、进气道燃料喷射器或其组合。因此,应了解,本文描述的燃料系统不应受到在本文描述以及在图2中举例示出的特定燃料喷射器配置限制。

将了解,燃料系统140可以是无返回燃料系统、返回燃料系统或各种其他类型的燃料系统。可以经由导管231将在燃料箱144中产生的蒸气运送到燃料蒸气存储滤罐222以供存储,之后将所述燃料蒸气抽取到发动机进气系统223。燃料蒸气存储滤罐222装有适当的吸附剂280以用于临时地捕集在燃料箱燃料加注操作期间产生的燃料蒸气(包括气化的碳氢化合物)、日间蒸气和运行损耗蒸气。在一个示例中,吸附剂280是活性炭(例如,碳)。虽然示出单个燃料蒸气存储滤罐222,但将了解,燃料系统140和蒸发式排放系统219可以包括任何数目的燃料蒸气存储滤罐。当满足冲洗条件时,例如当燃料蒸气存储滤罐饱和时,可以通过打开冲洗管线228中的可以是常闭阀的滤罐冲洗阀(cpv)212将存储在燃料蒸气存储滤罐222中的蒸气冲洗到发动机进气系统223。在一些示例中,滤罐冲洗阀212可以是电磁阀,其中经由致动滤罐冲洗螺线管来执行所述阀的打开或关闭。

燃料蒸气存储滤罐222可以包括缓冲器222a(或者缓冲区),所述燃料蒸气存储滤罐和所述缓冲器中的每一者包括吸附剂。举例来说,缓冲器222a示出为塞满了吸附剂280a。如所示,缓冲器222a的体积可以小于燃料蒸气存储滤罐222的体积(例如,是燃料蒸气存储滤罐的体积的分数)。缓冲器222a中的吸附剂280a可以与燃料蒸气存储滤罐中的吸附剂280相同或不同(例如,两者可以包括木炭)。缓冲器222a可以定位在燃料蒸气存储滤罐222内,使得在燃料蒸气存储滤罐加载期间,燃料箱蒸气首先被吸收在缓冲器内,并且随后在所述缓冲器饱和时,其他燃料箱蒸气被吸收于燃料蒸气存储滤罐中。相比之下,在燃料蒸气存储滤罐冲洗期间,燃料蒸气首先从燃料蒸气存储滤罐解吸(例如,达到阈值量),之后从缓冲器解吸。换句话说,缓冲器的加载和卸载不与燃料蒸气存储滤罐的加载和卸载一致。因此,燃料蒸气存储滤罐缓冲器的效果是抑制任何燃料蒸气峰从燃料箱流动到燃料蒸气存储滤罐,进而减小任何燃料蒸气峰去往发动机的可能性。

燃料蒸气存储滤罐222包括通风孔227,用于在存储来自燃料箱144的燃料蒸气时将气体从燃料蒸气存储滤罐222运送到大气。当经由冲洗管线228和滤罐冲洗阀212将所存储的燃料蒸气冲洗到发动机进气道223时,通风孔227还可以允许将新鲜空气抽吸到燃料蒸气存储滤罐222中。虽然此示例示出与新鲜的未被加热的空气连通的通风孔227,但还可以使用各种修改。通风孔227可以包括罐通风阀(cvv)214以调整燃料蒸气存储滤罐222与大气之间的空气和蒸气的流量。当包括通风阀时,所述通风阀可以是常开阀,使得可以将在已经穿过燃料蒸气存储滤罐的被除去了燃料蒸气的空气推出到大气(例如,在当发动机关闭时燃料加注期间)。同样地,在冲洗操作期间(例如,在燃料蒸气存储滤罐再生期间并且在发动机正在运行时),可以打开燃料蒸气存储滤罐通风阀以允许新鲜空气流除去存储在所述燃料蒸气存储滤罐中的燃料蒸气。在一些示例中,滤罐通风阀214可以是电磁阀,其中经由致动滤罐通风孔螺线管来执行所述阀的打开或关闭。具体来说,滤罐通风阀可以处于打开位置,其在致动滤罐通风螺线管时关闭。

蒸发式排放系统219可以还包括引气燃料蒸气存储滤罐211。从燃料蒸气存储滤罐222(在下文还称为“主燃料蒸气存储滤罐”)解吸的碳氢化合物可以被吸收在所述引气燃料蒸气存储滤罐内。引气燃料蒸气存储滤罐211可以包括与在主燃料蒸气存储滤罐222中包括的吸附剂280不同的吸附剂280b。替代地,引气燃料蒸气存储滤罐211中的吸附剂材料可以与在主燃料蒸气存储滤罐222中包括的吸附剂材料相同。

碳氢化合物(hc)传感器213可以存在于蒸发式排放系统219中以指示通风孔227中的碳氢化合物的浓度。如所说明,碳氢化合物传感器213定位在主燃料蒸气存储滤罐222与引气燃料蒸气存储滤罐211之间。碳氢化合物传感器213的探头(例如,感测元件)暴露于通风孔227中的流体流并且感测所述流体流的碳氢化合物浓度。在一个示例中,控制系统190可以使用碳氢化合物传感器213来确定来自主燃料蒸气存储滤罐222的碳氢化合物蒸气的穿过。

一个或多个温度传感器215可以联接到燃料蒸气存储滤罐222且/或联接在所述燃料蒸气存储滤罐内。在燃料蒸气被燃料蒸气存储滤罐中的吸附剂吸收时,产生热(吸收热)。同样地,在燃料蒸气被燃料蒸气存储滤罐中的吸附剂解吸时,消耗热。以此方式,可以基于燃料蒸气存储滤罐内的温度变化来监测和估计燃料蒸气存储滤罐对燃料蒸气的吸收和解吸。此外,一个或多个滤罐加热元件216可以联接到燃料蒸气存储滤罐222和/或位于所述燃料蒸气存储滤罐内。滤罐加热元件216可以用于选择性地加热燃料蒸气存储滤罐(和其内含有的吸附剂),例如,以便在执行冲洗操作之前增加燃料蒸气的解吸。滤罐加热元件216可以包括电加热元件,例如导电金属、陶瓷或可以电加热的碳元件。在一些示例中,滤罐加热元件216可以包括微波能量的来源或者可以包括联接到热空气或热水的来源的燃料蒸气存储滤罐套。滤罐加热元件216可以联接到一个或多个热交换器,所述一个或多个热交换器可以促进热(例如,来自热排气)传递到燃料蒸气存储滤罐222。滤罐加热元件216可以被配置成加热燃料蒸气存储滤罐222内的空气且/或直接加热位于燃料蒸气存储滤罐222内的吸附剂。在一些实施方案中,滤罐加热元件216可以包括在联接到燃料蒸气存储滤罐222的内部或外部的加热器隔室中。在一些实施方案中,燃料蒸气存储滤罐222可以联接到一个或多个冷却回路和/或冷却风扇。以此方式,可以选择性地冷却燃料蒸气存储滤罐222以增加对燃料蒸气的吸收(例如,在加注燃料事件之前)。在一些示例中,滤罐加热元件216可以包括一个或多个珀尔帖元件,所述一个或多个珀尔帖元件可以被配置成选择性地加热或冷却燃料蒸气存储滤罐222。

由于车辆系统100在一些条件期间是由发动机系统208供应动力并且在其他条件下(例如,关于图1所描述)是由能量存储装置供应动力,或者由于当车辆启动并静止时发动机关闭(例如,当车辆系统100包括于停止/起动车辆中时),所以所述车辆可以具有减少的发动机操作时间。虽然减少的发动机操作时间会减少车辆的总的碳排放,但它们还可能导致从蒸发式排放系统219不足地冲洗燃料蒸气。为了至少部分解决此问题,可以在导管231中任选地包括燃料箱隔离阀(ftiv)236,使得燃料箱144经由所述阀而联接到燃料蒸气存储滤罐222。在一些示例中,ftiv236可以是电磁阀,其中经由致动滤罐通风螺线管来执行所述阀的打开或关闭。具体来说,ftiv可以处于打开位置,其在致动滤罐通风螺线管时关闭。举例来说,在发动机关闭时,ftiv236可以打开,使得通过蒸发式排放系统219(例如,经由通风孔227和打开的cvv214)使燃料箱144通向大气。在另一示例中,在发动机开启并燃烧燃料时,ftiv236可以保持关闭以限制从燃料箱144引导到燃料蒸气存储滤罐222的日间蒸气或“运行损耗”蒸气的量。在选定的冲洗条件期间,可以例如在某一持续时间内临时打开ftiv236,以将燃料蒸气从燃料箱144引导到燃料蒸气存储滤罐222。虽然所描绘的示例示出沿着导管231定位的ftiv236,但在替代性实施方案中,可以将ftiv236安装在燃料箱144上。

在一些示例中,一个或多个压力传感器可以联接到燃料系统140和蒸发式排放系统219,分别用于提供燃料系统压力和蒸发式排放系统压力的估计。于在图2中说明的示例中,第一压力传感器217直接联接到燃料箱144,并且第二压力传感器238在ftiv236与燃料蒸气存储滤罐222之间联接到导管231。举例来说,第一压力传感器217可以是联接到燃料箱144以用于测量燃料箱144的压力的燃料箱压力换能器(ftpt),并且第二压力传感器238可以测量蒸发式排放系统219的压力。在替代性示例中,第一压力传感器217可以联接在燃料箱144与燃料蒸气存储滤罐222之间,具体来说是联接在所述燃料箱与ftiv236之间。在其他示例中,例如当打开或省略ftiv236时,可以包括单个压力传感器以用于测量燃料系统压力和蒸发式系统压力。在其他示例中,可以省略第一压力传感器217和第二压力传感器238两者,并且可以基于环境压力来估计燃料箱压力,如本文进一步描述。

在一些示例中,一个或多个温度传感器221还可以联接到燃料系统140以用于提供燃料系统温度的估计。在一个示例中,燃料系统温度是燃料箱温度,其中温度传感器221是联接到燃料箱144的燃料箱温度传感器。虽然所描绘的示例示出直接联接到燃料箱144的温度传感器221,但在替代性示例中,所述温度传感器可以联接在所述燃料箱与燃料蒸气存储滤罐222之间。在其他示例中,可以温度传感器221,并且可以基于环境温度来估计燃料箱温度,如本文进一步描述。

控制系统190示出为从多个传感器16(在本文描述了所述多个传感器的各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器81(在本文描述了所述多个致动器的各种示例)。作为一个示例,传感器16可以包括位于排放控制装置270的上游的排气传感器226、联接到排气道235的排气温度传感器232、联接到进气道的岐管绝对压力(map)传感器240、质量气流(maf)传感器246、联接到进气道242的环境压力传感器250、联接到进气道242的环境湿度传感器256、联接到进气道的环境温度传感器198、联接到发动机的冷却套筒的发动机冷却剂温度传感器254、爆震传感器290、ftpt217、第二压力传感器238、碳氢化合物传感器213、温度传感器221,以及位于排放控制装置270的下游的排气压力传感器229。其他传感器,例如额外压力传感器、温度传感器、空气/燃料比率传感器和成分传感器,可以联接到车辆系统100中的各个位置。作为另一示例,致动器81可以包括燃料喷射器266、ftiv236、cpv212、cvv214、燃料泵234、火花塞292和节气门262。

如上文参考图1所描述,控制系统190可以进一步从车载gps接收关于车辆的位置的信息。从gps接收的信息可以包括车辆速度、车辆海拔、车辆位置等。此信息可以用于推断出发动机操作参数,例如本地气压。控制系统190可以进一步被配置成经由互联网或其他通信网络来接收信息。从gps接收的信息可以与可以经由互联网得到的信息交叉参考以确定本地天气状况、本地车辆法规等。控制系统190还可以使用所述互联网来获得经更新的软件模块,所述经更新的软件模块可以存储在非暂时性存储器中。

控制系统190的控制器12可以被配置成常规的微型计算机,常规的微型计算机包括微处理器单元、输入/输出端口、只读存储器、随机存取存储器、保活存储器、控制器区域网络(can)总线等。控制器12可以被配置成动力系统控制模块(pcm)。控制器可以从各种传感器接收输入数据,处理所述输入数据,并且响应于经过处理的输入数据基于在其中编程的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发致动器,所述一个或多个例程例如是关于图3描述的示例性例程。

在一些示例中,可以使控制器置于功率减小模式或休眠模式中,其中控制器仅维持必要的功能,并且以比在对应的唤醒模式中更低的电池消耗进行操作。举例来说,可以在车辆熄火事件(例如,人类驾驶员从车辆移除钥匙且/或遥控钥匙在车辆的接近度之外,此时可以使发动机停止旋转并且可以停用电气推进装置(如果存在))之后使所述控制器置于休眠模式中。控制器可以具有唤醒输入,所述唤醒输入允许控制器基于从一个或多个传感器接收的输入而返回到唤醒模式。举例来说,在车辆钥匙事件(例如,接通事件,其中车辆的点火切换为“开启”位置)之前,打开车辆的门可以触发返回到唤醒模式。作为另一示例,经由遥控钥匙104(图1中示出)将车辆解锁可以触发返回到唤醒模式。因此,在发动机起动请求之前使控制器12“上电”。

接下来,图3示出用于基于所估计的燃料特性来调整在发动机冷起动期间的一个或多个燃烧参数的示例性方法300。举例来说,可以将燃料存储在燃料系统的燃料箱(例如,图1和图2的燃料箱144)中。随着燃料老化(例如,燃料已经存储在燃料箱中的持续时间增加),燃料的挥发性可能会减小,从而导致在冷起动期间的发动机迟滞并且增加的车辆排放。举例来说,当在hev系统(例如,在图1和图2中示出的车辆系统100)中包括发动机时,燃料已经存储在燃料箱中的持续时间可能相对长(例如,数月到数年)。此外,在车辆是av时,加注燃料可能比在车辆是非自主(例如,由人类操作)时更不受控制。举例来说,在车辆是av相对于非自主车辆时,加注燃料的频率和加注燃料的地点可能不同。对于av和非av,燃料加注频率和地点可能会影响燃料组成,所述燃料组成可能会随着地区和季节以及添加到燃料混合物以更改燃料挥发性的各种添加剂而变。举例来说,在具有温暖气候的区域销售的燃料可能具有比在较冷气候的区域销售的燃料更低的挥发性,使得气候的差异对应于燃料挥发性的差异。类似地,燃料挥发性可能会基于同一地区的气候在所述地区的一整年里变化。举例来说,在燃料泵处分发的燃料在较温暖的月份期间可能具有比在较冷的月份期间分发的燃料更低的燃料挥发性。此外,商业燃料经销商可以提供包括汽油和乙醇的混合物(例如,e10、e25、e85等)的燃料以减少碳排放。此外,可以使用特定组成的燃料向燃料箱加注燃料,而燃料箱仍然含有一定量的可能具有不同组成的燃料。因此,典型的燃料箱可以含有多种不同的燃料混合物,这可能进一步受到燃料年龄影响。具体来说,随着燃料老化,因为轻质油蒸发,所以较高挥发性的轻质油的分数可能会减小,从而剩下较高分数的较低挥发性的重质油(例如,迟滞燃料)。因此,控制器(例如,图1和图2的控制器12)可以估计燃料挥发性并且相应地调整燃烧参数以减少冷起动期间的发动机迟滞和车辆排放,如下文所描述。用于实行方法300和本文包括的方法的其余部分的指令可以由控制器基于存储在所述控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(例如,在上文参考图1和图2所描述的传感器(例如,图1和图2的环境温度传感器198、图2的环境湿度传感器256以及图2的环境压力传感器250))接收到的信号来执行。所述控制器可以根据在下文描述的方法来采用发动机系统的发动机致动器(例如,在图2中示出的燃料喷射器266)以调整发动机操作。

方法300开始于301并且包括估计和/或测量工况。工况可以包括(但不限于)车辆操作模式(例如,其中使用来自电动马达的扭矩来推进车辆的电动模式,或其中至少部分使用来自发动机的扭矩来推进车辆的发动机模式)、驾驶员所需的扭矩、发动机转速和负荷、发动机温度、环境温度、环境(例如,气压)压力和环境湿度。可以由通信地联接到控制器的一个或多个传感器测量工况,或者可以基于可用的数据推断出工况。举例来说,可以从由发动机冷却剂温度传感器测量的发动机冷却剂温度来估计发动机温度。环境条件(例如,环境湿度、温度和压力)可以由对应的传感器测量,如下文进一步描述,或者可以基于从互联网下载的信息和/或来自gps的信息(例如,本地天气状况)推断出。

在302处,方法300包括确定是否存在发动机冷起动条件。在起动发动机(例如,在提供燃料和火花以起始燃烧的情况下从零转速转动起动至非零转速)时可以响应于在长期的发动机不活动(例如,在发动机已经不活动达第一阈值持续时间以上时)之后的发动机起动请求而确认冷起动条件。例如,第一阈值持续时间可以指预期发动机在其期间冷却至环境温度的时间量。在一个示例中,第一阈值持续时间可以是固定持续时间。在另一示例中,可以基于在先前的发动机关闭时的发动机温度和环境温度中的一者或多者来调整第一阈值持续时间。另外或替代地,可以于在发动机起动时发动机温度低于阈值温度(例如,低于排放控制装置的起燃温度)时确认冷起动条件。作为另一示例,可以于在发动机起动时发动机温度基本上等于环境温度(例如,在环境温度的阈值内(例如,在环境温度的10度内))时确认冷起动条件。可以由车辆操作者例如经由车辆接通事件或者由控制器(例如,基于扭矩需求)请求发动机起动。

如果不存在发动机冷起动条件,那么方法300前进到304并且包括不执行发动机冷起动调整。举例来说,如果未请求发动机起动,那么在发动机已经开启时可以继续根据当前工况操作发动机,或者发动机可以保持关闭(例如,在发动机气缸中未发生燃烧的情况下处于静止)。作为另一示例,如果请求发动机起动,但发动机未冷(例如,存在热起动条件),那么可以根据在给定工况下的标称启动程序来起动发动机。在304之后,方法300结束。

如果在302处存在发动机冷起动条件,那么方法300前进到306并且包括估计和/或测量燃料特性。燃料特性可以包括燃料温度、燃料箱压力、燃料蒸气压力和燃料辛烷值中的一者或多者。燃料特性可以还包括燃料类型,例如混合燃料。可以基于可用的数据来估计(例如,基于工况)、测量(例如,经由传感器)或推断出燃料特性,如下文进一步描述。举例来说,可以在燃料箱重新填充事件之后基于由排气氧传感器(例如,在图2中示出的排气传感器226)测量的排气中的氧气的浓度和发送到发动机的燃料喷射器的控制信号的脉冲宽度来确定燃料类型。例如,控制器可以将所述浓度和所述脉冲宽度输入到查找表中并且输出所述燃料类型。替代地,可以使用柔性燃料乙醇传感器直接确定燃料类型。

估计和/或测量燃料特性可以包括基于所测得的环境温度来估计燃料温度,如308处指示。举例来说,在冷起动期间,在发动机已经冷却至环境温度或在环境温度左右时,可以假设燃料也已经冷却至环境温度或在环境温度左右,如在下文阐述。因此,所测得的环境温度值可以用作所估计的燃料温度值。替代地,可以基于例如经由燃料箱温度传感器(例如,图2的温度传感器221)(当包括于燃料系统中时)测得的燃料箱温度来估计燃料温度。

估计和/或测量燃料特性可以包括基于所测得的气压来估计燃料箱压力,如310处指示。举例来说,在例如经由打开的ftiv(例如,图2的ftiv236)和联接到大气的蒸发式排放系统(例如,图2的蒸发式排放系统219)而使燃料箱通向大气时,可以基于所测得的气压来估计燃料箱压力。在燃料箱经由蒸发式排放系统而联接到大气的情况下,所测得的气压值可以用作所估计的燃料箱压力值。替代地,可以例如经由联接到燃料箱的压力传感器(例如,图2的第一压力传感器217)(当包括于燃料系统中时)来直接测量燃料箱压力。

估计和/或测量燃料特性可以还包括基于所估计的燃料温度和所估计的燃料箱压力使用基于物理学的模型来估计燃料蒸气压力,如312处指示。举例来说,所述基于物理学的模型可以利用存储在控制器的存储器中的燃料蒸馏曲线,如将关于图4进一步描述。燃料蒸气压力与燃料挥发性直接相关;随着燃料蒸气压力增加,燃料挥发性会增加。因此,燃料蒸气压力可以用作燃料挥发性的量度。

估计和/或测量燃料特性可以还包括经由爆震适配模块来估计燃料辛烷值,如314处指示。举例来说,控制器可以检索可以存储在控制器的存储器中的最近的燃料辛烷值估计。例如,可能已经在先前的发动机操作期间确定了最近的燃料辛烷值,其中控制器可以使用爆震适配模块来估计燃料辛烷值。爆震适配模块可以使用全局校正因子来调整燃料辛烷值(例如,从燃料类型确定),这继而可以调整边界火花值以实现增加的发动机扭矩输出。可以由爆震适配模块基于爆震检测(例如,使用爆震传感器)通过在爆震窗口上对快速循环火花爆震校正值进行积分来学习全局校正因子。另外或替代地,可以基于燃料类型和环境湿度来估计燃料辛烷值。举例来说,控制器可以将燃料类型和环境湿度输入到查找表中并且输出所估计的燃料辛烷值。

在316处,方法300包括基于发动机不活动持续时间来确定所估计的燃料蒸气压力的置信度。发动机不活动持续时间可以指自从发动机上一次操作以来(例如,自从在发动机中上一次发生燃烧以来)已经流逝的时间量。举例来说,可以将发动机不活动持续时间与第二阈值持续时间进行比较。例如,第二阈值持续时间可以指预期燃料箱中的燃料在其期间冷却至环境温度的时间量。所述第二阈值持续时间可以与所述第一阈值持续时间相同或不同。在一个示例中,所述第二阈值持续时间可以是固定持续时间。在另一示例中,可以基于在先前的(例如,最近的)发动机关闭之前的发动机运行时间(例如,操作发动机的时间量)、燃料水平(例如,由燃料水平传感器(例如,图2的燃料水平传感器282)确定)、先前发动机关闭时的环境温度、当前发动机温度和当前环境温度中的一者或多者来调整所述第二阈值持续时间。控制器可以将发动机不活动持续时间与所述第二阈值持续时间进行比较以使用概率模型(例如,高斯概率分布)来确定置信度。举例来说,随着发动机不活动持续时间增加到超过所述第二阈值持续时间,所估计的燃料温度准确的置信度会增加,直到达到最大置信度为止,并且随着发动机不活动持续时间减小到低于所述第二阈值,所估计的燃料温度准确的置信度会减小。虽然燃料箱压力可能还偏离气压,但在燃料箱通向大气的情况下,燃料箱压力与气压平衡可能要相对短的时间量,例如小于发动机实现冷起动条件所需的时间量(例如,小于在302处描述的第一阈值持续时间)。因此,可以假设燃料温度相对于环境温度的差异是燃料蒸气压力估计的潜在不准确性的主要来源。

作为替代性示例,控制器可以使用算法来确定燃料温度达到环境温度的预期时间量,并且随后可以将发动机不活动持续时间与所述预期时间量进行比较。举例来说,所述算法可以使用温度衰减函数,例如指数衰减函数,来确定燃料温度达到环境温度的预期时间量。所述指数衰减函数可以利用根据经验上的燃料冷却曲线确定的时间常数。所述时间常数可以存储在控制器的存储器中(例如,存储在查找表中,其中先前发动机关闭时的环境温度作为输入)。此外,可以使指数衰减函数乘以燃料水平正规化子以考虑燃料水平对燃料的冷却速率的影响,因为较多的燃料(例如,较高的燃料水平)比较少的燃料(例如,较低的燃料水平)冷却得更慢。在一些示例中,可以在先前发动机关闭时确定预期时间量并且将所述预期时间量存储在控制器的存储器中以供在随后发动机起动时使用。控制器可以将发动机不活动持续时间与预期时间量进行比较以(例如)使用概率模型来确定置信度。举例来说,随着发动机不活动持续时间增加到超过所述预期时间量,所估计的燃料温度准确的置信度会增加,直到达到最大置信度为止,并且随着发动机不活动持续时间减小到低于所述预期时间量,所估计的燃料温度准确的置信度会减小。

作为另一替代性示例,控制器可以参考使用温度衰减函数、发动机不活动持续时间和环境温度的模型来确定所估计的燃料温度范围,如将关于图5进行描述。举例来说,可以在高(例如,95%)置信度下假设实际燃料温度处于所估计的燃料温度范围内。基于物理学的模型可以使用所述所估计的燃料温度范围来确定所估计的燃料蒸气压力范围。可以在(例如)高置信度下假设实际燃料蒸气压力处于所估计的燃料蒸气压力范围内。随着发动机不活动持续时间减小,所估计的燃料温度范围可以增加,并且所得的所估计的燃料蒸气压力范围可以增加。

作为另一示例,可以基于随发动机不活动持续时间而变的逻辑规则来确定置信度,而不将发动机不活动持续时间与第二阈值持续时间或燃料温度达到环境温度的预期时间量进行比较。作为另一示例,当在燃料系统中包括燃料箱压力传感器和燃料温度传感器时,可以在高(例如,最大)置信度下确定所估计的燃料蒸气压力是准确的,而不将发动机不活动持续时间与第二阈值持续时间或燃料温度达到环境温度的预期时间量进行比较。

在318处,方法300包括基于所估计的燃料辛烷值、所估计的燃料蒸气压力(例如,挥发性)和所确定的置信度来优化一个或多个燃烧参数。举例来说,如关于图4进一步说明,控制器可以将所估计的燃料辛烷值、所估计的燃料蒸气压力(和/或直接根据所估计的燃料蒸气压力确定的校正因子)和所确定的置信度输入到多个查找表、算法和/或图中,并且输出针对所述输入燃料特性经过优化以减少冷起动期间的发动机迟滞的一个或多个燃烧参数。此外,通过基于所确定的置信度来优化所述一个或多个燃烧参数,可以在所确定的置信度较高时作出更激进的调整,并且可以在所确定的置信度较低时作出更保守的调整,如将关于图5进行描述。替代地,在使用所估计的燃料蒸气压力范围时,可以针对给定范围作出最保守的燃烧参数调整,如将关于图6进一步说明。通过并入置信度,可以使过度调整和不足调整最少化。

优化一个或多个燃烧参数可以包括调整燃料喷射正时,如320处指示。举例来说,随着燃料蒸气压力减小(例如,随着燃料年龄增加),可以将燃料喷射正时(例如,喷射开始)提前。此外,随着所确定的置信度增加,可以增加针对给定燃料类型相对于先前的燃料喷射正时设定将燃料喷射正时提前的程度。举例来说,先前的燃料喷射正时设定可以是发动机冷起动的标称的预校准的值,或者可以是存储在控制器的存储器中的先前更新的值,例如在先前的发动机冷起动期间确定的经过调整的燃料喷射正时(例如,在先前的执行期间根据方法300所确定)。

优化一个或多个燃烧参数可以包括调整燃料喷射量,如322处指示。举例来说,随着燃料蒸气压力减小,可以增加燃料喷射量。此外,随着所确定的置信度增加,可以增加针对给定燃料类型相对于先前的燃料喷射量来调整燃料喷射量的程度。举例来说,先前的燃料喷射量可以是发动机冷起动的标称的预校准的值,或者可以是存储在控制器的存储器中的先前更新的值,例如在先前的发动机冷起动期间确定的经过调整的燃料喷射量(例如,在先前的执行期间根据方法300所确定)。作为阐释性示例,如果燃料没有所估计的情况那么具挥发性(例如,所估计的燃料蒸气压力高于实际燃料蒸气压力)并且不考虑燃料蒸气压力估计的置信度,那么可能会设定比最佳的燃料喷射量小的燃料喷射量,从而导致仍然发生发动机迟滞。然而,如果使用置信度来考虑燃料蒸气压力估计的不准确性,那么可以更小程度(例如,更保守)地减少燃料喷射量,并且可以减少发动机迟滞。类似地,如果燃料比所估计的情况更具挥发性(例如,所估计的燃料蒸气压力低于实际燃料蒸气压力)并且不考虑燃料蒸气压力估计的置信度,那么可能会设定比最佳的燃料喷射量大的燃料喷射量,从而降低了燃料经济性并且增加了冷起动期间的碳氢化合物排放。然而,如果使用置信度来考虑燃料蒸气压力估计的不准确性,那么可以更小程度(例如,更保守)地增加燃料喷射量,并且可以在提高燃料经济性的同时减少碳氢化合物排放。控制器可以确定发送到燃料喷射器的具有与经过调整的燃料喷射量相对应的脉冲宽度的控制信号。

优化一个或多个燃烧参数可以包括在发动机包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器两者时调整经由pfi相对于di所喷射的燃料的分数,如324处指示。举例来说,随着燃料蒸气压力减小,可以增加经由pfi相对于di喷射的燃料的分数,因为如果以di模式喷射会更有可能是重尾馏分碳氢化合物,从而增加微粒物质排放。此外,随着所确定的置信度增加,可以增加针对给定燃料类型相对于先前的分数设定来调整经由pfi相对于di喷射的燃料的分数的程度。举例来说,先前的分数设定可以是发动机冷起动的标称的预校准的值,或者可以是存储在控制器的存储器中的先前更新的值,例如在先前的发动机冷起动期间确定的经由pfi相对于di喷射的燃料的经过调整的分数(例如,在先前的执行期间根据方法300所确定)。控制器可以确定发送到进气道燃料喷射器的具有与将要经由pfi喷射的燃料的分数相对应的第一脉冲宽度的第一控制信号,和发送到直接燃料喷射器的具有与将要经由di喷射的燃料的分数相对应的第二(不同)脉冲宽度的第二控制信号。

优化一个或多个燃烧参数可以包括调整所命令的空燃比(afr),如326处指示。举例来说,随着燃料蒸气压力减小(以及燃料年龄增加),可以增加所命令的afr(相对于化学计量)的富度。此外,随着所确定的置信度增加,可以增加针对给定燃料类型相对于先前的afr设定来调整所命令的afr的程度。举例来说,先前的afr设定可以是发动机冷起动的标称的预校准的值,或者可以是存储在控制器的存储器中的先前更新的值,例如在先前的发动机冷起动期间确定的经过调整的所命令的afr(例如,在先前的执行期间根据方法300所确定)。经过调整的所命令的afr还可能影响燃料喷射量(例如,质量),因为控制器可以基于给定空气充气来调整燃料喷射量以便实现所命令的afr,并且进一步基于来自排气氧传感器的与实际(例如,所达成)的afr相关的反馈进行调整。

优化一个或多个燃烧参数可以包括调整火花正时,如328处指示。举例来说,随着燃料蒸气压力减小(例如,燃料挥发性减小),可以进一步将火花正时提前(例如,更小延迟)以补偿较低挥发性燃料的受到延迟的燃烧速率。此外,随着所确定的置信度增加,可以增加针对给定燃料类型相对于先前的火花正时设定来调整火花正时的程度。举例来说,先前的火花正时设定可以是发动机冷起动的标称的预校准的值,或者可以是存储在控制器的存储器中的先前更新的设定,例如在先前的发动机冷起动期间确定的经过调整的火花正时(例如,在先前的执行期间根据方法300所确定)。作为阐释性示例,如果燃料没有所估计的情况那么具挥发性(例如,所估计的燃料蒸气压力高于实际燃料蒸气压力)并且不考虑燃料蒸气压力估计的置信度,那么可能会比最佳的火花正时进一步延迟火花正时,从而降低了燃料经济性。然而,如果使用置信度来考虑燃料蒸气压力估计的不准确性,那么可以更小程度(例如,更保守)地延迟火花正时,并且可以增加燃料经济性。类似地,如果燃料比所估计的情况更具挥发性(例如,所估计的燃料蒸气压力低于实际燃料蒸气压力)并且不考虑燃料蒸气压力估计的置信度,那么可能会比最佳的火花正时进一步提前(例如,更小延迟)火花正时,从而导致较高的爆震发生率。然而,如果使用置信度来考虑燃料蒸气压力估计的不准确性,那么可以更小程度(例如,更保守)地提前火花正时,并且可以在增加燃料经济性的同时降低爆震的发生率。控制器可以确定发送到点火系统的控制信号,例如火花提前信号,以按照经过调整的火花正时来致动联接到每个发动机气缸的火花塞。

在330处,方法300包括使用经过优化的燃烧参数来起动发动机。举例来说,可以在非零转速下(例如,经由起动机马达或电机)使发动机转动起动,可以按照经过调整的燃料喷射正时(和经过调整的pfi相对于di的燃料分数)提供燃料的经过调整的质量以实现经过调整的所命令的afr,并且可以例如通过发送在上文确定的控制信号而按照经过调整的火花正时提供火花。通过使用针对燃料挥发性经过优化的一个或多个燃烧参数来起动发动机,可以减少发动机迟滞,可以减少车辆排放,并且可以增加燃料性能。在330之后,方法300结束。

接下来,图4示出在发动机冷起动期间利用示例性基于物理学的模型402以根据所述模型来确定燃料蒸气压力和多个燃烧参数的框图400。基于物理学的模型402可以存储于在车辆控制系统中包括的控制器的存储器中并且根据例程(例如,图3的方法300)进行存取,所述控制器例如为图2的控制器12。

在发动机冷起动期间,可以将燃料温度(燃料温度可以被估计成等于环境温度)和燃料箱压力(燃料箱压力可以被估计成等于气压)输入到基于物理学的模型402中。基于物理学的模型402包括(或者参考)多条燃料蒸馏曲线404,所述多条燃料蒸馏曲线中的每一者是靠经验确定的(例如,在实验室环境中)并且存储在控制器的存储器中。所述多条燃料蒸馏曲线404包括针对不同燃料类型(例如,不同的混合燃料)的单独的蒸馏曲线。此外,所述多条燃料蒸馏曲线404包括在不同的燃料年龄(例如,新的燃料、老化了30日的燃料、老化了60日的燃料、老化了90日的燃料等)下针对每种燃料类型所确定的单独的蒸馏曲线。在一些示例中,所述多条燃料蒸馏曲线404可以包括在不同压力下确定的单独的蒸馏曲线。替代地,可以基于燃料箱压力根据已知的压力-温度关系来调整所存储的燃料蒸馏曲线。在多条燃料蒸馏曲线404中包括的单独的蒸馏曲线是由不同的线类型(例如,实线、虚线、点线等)通过图形表示。

基于物理学的模型402可以基于燃料类型、燃料年龄和/或燃料箱压力来识别多条燃料蒸馏曲线404中的要参考的一者或多者。可以通过自从燃料重新填充事件以来的持续时间以及所添加的新的燃料相对于在重新填充事件时剩余的燃料的分数来估计燃料年龄。举例来说,例如可以通过控制器将新的燃料的分数和剩余燃料的分数(以及剩余燃料的所估计的年龄)输入到查找表、算法或模型中并且输出加权平均年龄而在燃料重新填充事件时确定加权平均年龄。控制器可以基于可以存储在控制器的存储器中的加权平均年龄和自从燃料重新填充事件以来的持续时间来更新所估计的燃料年龄。

所述多条燃料蒸馏曲线中的每一者的水平轴线表示燃料蒸发百分比,而垂直轴线表示在给定燃料蒸发百分比下的对应温度。然而,在其他示例中,垂直轴线可以表示燃料蒸发百分比并且水平轴线可以表示温度。基于物理学的模型402相对于一条或多条所识别的燃料蒸馏曲线来参考燃料温度,以输出在给定燃料箱压力、燃料类型和燃料年龄下的所估计的燃料蒸气压力。以此方式,基于物理学的模型402考虑到重尾馏分碳氢化合物(挥发性较小并且可以随着燃料年龄增加而包括更大分数的所述燃料)相对于轻馏分碳氢化合物(更具挥发性并且可以随着燃料年龄增加而包括更小分数的所述燃料)的蒸气压力。

一旦使用多条蒸馏曲线404确定燃料蒸气压力,便可以直接使用所述燃料蒸气压力来确定校正因子,随后从基于物理学的模型402输出所述校正因子并且将所述校正因子输入到控制器的燃料逻辑405中。举例来说,基于物理学的模型402可以包括使所确定的燃料蒸气压力与对应的校正因子相关的查找表。作为另一示例,控制器可以基于随所确定的燃料蒸气压力而变的逻辑规则来作出校正因子的逻辑确定。替代地,可以将所估计的燃料蒸气压力直接输入到燃料逻辑405中。燃料逻辑405参考多个查找表、算法或图406以确定多个燃烧参数。举例来说,可以将所述校正因子以及置信度和所估计的辛烷值一起输入到多个查找表406中以确定针对输入参数的对应的燃烧参数。如关于图3所描述,在一些示例中,可以基于发动机关闭时间和燃料箱压力和燃料温度基于所述发动机关闭时间是准确的概率来确定置信度,例如使用概率模型408来确定可以是高斯概率分布的所述概率。然而,在其他示例中,可以不包括置信度作为燃料逻辑405的输入。还如关于图3所描述,在一些示例中,可以使用爆震适配模块410来确定所估计的辛烷值。在其他示例中,可以基于燃料类型来确定所估计的辛烷值,并且可以进一步基于环境湿度来调整所述所估计的辛烷值。在其他示例中,可以在所参考的燃料蒸馏曲线中考虑燃料辛烷值(例如,输入到基于物理学的模型402中)并且可以不将燃料辛烷值输入到燃料逻辑405中。可以从燃料逻辑405和多个查找表406输出多个燃烧参数,包括燃料喷射正时、燃料质量、pfi相对于di的燃料分数、afr和火花正时。在一些示例中,可以针对多个燃烧参数中的每一者参考单独的查找表。在其他示例中,可以在单个查找表中参考多个燃烧参数的子集。控制器随后可以使用所述多个燃烧参数来控制发动机冷起动期间的燃料加注和点火。在考虑到燃料组成(例如,轻质油相对于重质油)以及因此挥发性的情况下,可以减少车辆排放。

接下来,图5示出一组曲线图500和510,所述一组曲线图说明在发动机冷起动期间的发动机关闭时间、所估计的燃料蒸气压力的置信度与对燃烧参数(例如,燃料喷射正时、燃料喷射量、pfi相对于di的燃料分数、所命令的afr或火花正时)作出的调整的程度之间的示例性关系。如上文关于图3和图4所描述,可以基于所估计的燃料温度和所估计的燃料箱压力来估计燃料蒸气压力。具体来说,环境温度(例如,由图1和图2的环境温度传感器198测得)可以用作所估计的燃料温度。依据发动机关闭时间(例如,发动机不活动持续时间),例如在当燃料系统尚未与环境达到热平衡时请求发动机冷起动的情况下,燃料温度可能尚未达到环境温度。

图500示出发动机关闭时间与燃料蒸气压力估计的置信度之间的关系的示例性曲线图502。水平轴线表示发动机关闭时间,其中发动机关闭时间沿着水平轴线从左到右增加。垂直轴线表示燃料蒸气压力估计的置信度,其中置信度沿着垂直轴线从下到上增加,直到达到最大置信度为止。此外,由虚线504指示阈值发动机关闭时间。阈值发动机关闭时间是指可以在最大置信度下假设燃料系统与环境处于热平衡的发动机关闭时间。例如,阈值发动机关闭时间可以是关于图3的316所描述的第二阈值持续时间。

图510示出燃料蒸气压力估计的置信度与对燃烧参数作出的调整的程度之间的关系的示例性曲线图512。水平轴线表示燃料蒸气压力估计的置信度,其中置信度沿着水平轴线从左到右增加。垂直轴线表示对燃烧参数作出的调整的程度,其中调整程度沿着垂直轴线从下到上增加,直到达到最大调整程度为止。举例来说,最大调整程度可以指在最大置信度下作出的调整。调整程度是指相对于先前的设定进行的调整,例如关于图3所描述。此外,依据燃烧参数和所估计的燃料蒸气压力,所述调整可以在增加方向或减小方向上。

如由图500的曲线图502所说明,随着发动机关闭时间增加,置信度增加,直到在阈值发动机关闭时间处达到最大置信度(虚线504)为止。因此,在大于阈值发动机关闭时间的发动机关闭时间处,置信度不继续增加。曲线图502示出发动机关闭时间与置信度之间的非线性关系。然而,其他曲线形状也是可能的,例如线性和其他非线性曲线,其中置信度大体上随着发动机关闭时间增加而增加。此外,例如,曲线图502的形状可以基于燃料量、发动机关闭时的环境温度、当前发动机温度以及发动机关闭时的燃料温度而变化。类似地,如由图510的曲线图512所说明,随着置信度增加,调整程度增加,直到达到最大调整程度为止。曲线图512示出置信度与调整程度之间的线性关系。然而,其他曲线形状也是可能的,例如非线性曲线,其中调整程度大体上随着置信度增加而增加。此外,曲线图512的形状可以基于燃烧参数而变化。作为非限制性示例,燃料喷射量调整程度可以随着置信度线性地增加,而火花正时调整程度可以随着置信度逐步增加。

作为说明性示例,首先参见曲线图500,小于阈值发动机关闭时间(虚线504)的发动机关闭时间t1对应于小于最大置信度的置信度c1。小于阈值发动机关闭时间(虚线504)并且大于发动机关闭时间t1的发动机关闭时间t2对应于置信度c2。置信度c2大于置信度c1并且小于最大置信度。接下来参见曲线图510,置信度c1对应于调整程度d1,并且置信度c2对应于调整程度d2。调整程度d1小于调整程度d2,所述两个调整程度都小于最大调整程度。因此,如由图500和510所说明,在发动机关闭时间小于阈值时间(虚线504)时,与当发动机空闲时间较短(例如,发动机关闭时间t1)时相比,当发动机空闲时间较长(例如,发动机关闭时间t2)并且燃料蒸气压力估计的置信度较高(例如,置信度c2)时,相对于先前设定更大程度地调整(例如,更激进地调整)燃烧参数。

图6示出一组示例性图600、610和620,所述一组图说明可以如何在发动机冷起动期间使用所估计的燃料蒸气压力范围来调整燃烧参数。作为阐释性示例,燃料喷射量用作图6中的燃烧参数。图600说明燃料温度与发动机关闭时间之间的关系。水平轴线表示发动机关闭时间,其中发动机关闭时间沿着水平轴线从左到右增加。垂直轴线表示燃料温度,其中燃料温度沿着垂直轴线从下到上增加。通过虚线602指示在图6的示例中用于估计燃料温度的环境温度。图610说明燃料蒸气压力与燃料温度之间的关系。水平轴线表示燃料温度,其中燃料温度沿着水平轴线从左到右增加。垂直轴线表示燃料蒸气压力,其中燃料蒸气压力沿着垂直轴线从下到上增加。图620说明燃料蒸气压力与燃料量之间的关系。水平轴线表示燃料蒸气压力,其中燃料蒸气压力沿着水平轴线从左到右增加。垂直轴线表示燃料喷射量,其中燃料喷射量沿着垂直轴线从下到上增加。

首先参见图600,曲线图604示出当关闭发动机时(例如,在发动机关闭时间t0处)从开始燃料温度开始的温度衰减曲线。可以部分基于环境温度和开始燃料温度来确定曲线图604的形状,例如,可以基于t0处的工况来估计所述开始燃料温度。曲线图606示出温度衰减曲线的逆曲线,所述逆曲线可以与曲线图604一起用于确定给定发动机关闭时间下的所估计的燃料温度范围(δ)。随着发动机关闭时间增加,曲线图604和606接近环境温度(虚线602)并且温度范围的跨度一直减小到所述温度范围等于单个值(例如,环境温度)。举例来说,在大于发动机关闭时间t3的发动机关闭时间处,燃料温度与环境温度平衡,并且单独地使用环境温度来表示所估计的燃料温度。发动机关闭时间t3的时间值基于环境温度和曲线图604和606的形状而变化。在小于发动机关闭时间t3的发动机关闭时间处,可以使用曲线图604和606来确定温度范围。此外,可以在高(例如,95%)置信度下假设实际燃料温度处于所述温度范围内。举例来说,在发动机关闭时间t1处,曲线图604界定上界并且曲线图606界定温度范围δ1的下界。类似地,在长于发动机空闲时间t1的发动机关闭时间t2处,曲线图604界定上界并且曲线图606界定温度范围δ2的下界,温度范围δ2小于温度范围δ1。因此,如图600所演示,随着发动机关闭时间增加,所估计的燃料温度范围的跨度减小,这对应于燃料温度等于环境温度的置信度的增加。如由图600所演示,温度范围δ1和δ2中的每一者以环境温度(虚线602)为中心。

参见图610,曲线图611示出燃料温度与燃料蒸气压力之间的关系。例如,可以从蒸馏曲线得到曲线图611。如图600中所示,虚线602是指环境温度,所述环境温度对应于燃料蒸气压力612。小虚线604a指示对应于燃料蒸气压力614a的温度范围δ1的上界,并且小虚线606a指示对应于燃料蒸气压力616a的温度范围δ1的下界。614a和616a一起分别界定对应于发动机关闭时间t1的所估计的燃料蒸气压力范围α1的上界和下界。类似地,点线604b指示对应于燃料蒸气压力614b的温度范围δ2的上界,并且点线606b指示对应于燃料蒸气压力616b的温度范围δ2的下界。614b和616b一起分别界定对应于发动机关闭时间t2的所估计的燃料蒸气压力范围α2的上界和下界。所估计的燃料蒸气压力范围α2小于所估计的燃料蒸气压力范围α1,因为实际的燃料蒸气压力等于从环境温度估计的燃料蒸气压力的置信度增加。

接下来参见图620,示例曲线图621示出燃料蒸气压力与燃料喷射量之间的关系。随着燃料蒸气压力以及因此燃料挥发性增加,燃料喷射量减小。曲线图621示出燃料蒸气压力与燃料喷射量之间的非线性关系。然而,其他曲线形状也是可能的,例如线性和其他非线性曲线,其中燃料喷射量大体上随着燃料蒸气压力增加而减小。如图610中所示,虚线612是指根据环境温度确定的燃料蒸气压力,使用在曲线图621中示出的关系,所述燃料蒸气压力对应于燃料喷射量622。类似地,所估计的燃料蒸气压力范围α1的上界和下界(分别由小虚线614a和616a指示)分别对应于燃料喷射量624a和626a。所估计的燃料蒸气压力范围α2的上界和下界(分别由小点线614b和616b指示)分别对应于燃料喷射量624b和626b。因为所估计的燃料蒸气压力范围α1大于所估计的燃料蒸气压力范围α2,所以燃料喷射量626a和624a之间的差大于燃料喷射量626b和624b之间的差。为了减轻发动机冷起动期间的发动机迟滞,例如,控制器(例如,图2的控制器12)可以针对每个所估计的燃料蒸气压力范围选择最保守的燃料喷射量。举例来说,可以针对所估计的燃料蒸气压力范围α1选择燃料喷射量626a,并且可以针对所估计的燃料蒸气压力范围α2选择燃料喷射量626b。燃料喷射量626a和燃料喷射量262b大于对应于环境温度612的燃料喷射量622。因此,通过确保通过使用环境温度作为燃料温度的估计不会高估燃料蒸气压力(以及因此燃料挥发性),可以减少发动机冷起动期间的发动机迟滞。

以此方式,基于物理学的模型可以高度准确地确定老化的燃料的蒸气压力(以及因此挥发性),从而使得能够针对所确定的蒸气压力对燃烧参数进行优化,所述燃烧参数例如为燃料喷射正时、燃料喷射量、pfi相对于di的燃料分数、火花正时和afr。因此,考虑到了随着燃料年龄而减小的燃料挥发性,从而减少在冷起动期间的发动机迟滞和排放并且增加了燃料性能。此外,可以进一步基于额外的燃料特性(例如,辛烷值、燃料类型等)以及所确定的蒸气压力的准确度的置信度来调整燃烧参数。因此,可以避免对燃烧参数的过度调整和不足调整,从而进一步减少在冷起动期间由于老化的燃料而引起的发动机迟滞、车辆排放和操作者不满。

在发动机起动期间基于所估计的燃料蒸气压力来调整一个或多个燃烧参数的技术效果在于可以减少发动机迟滞和车辆排放。

作为一个示例,一种方法包括:在燃烧燃料的发动机的冷起动期间,经由预定的燃料蒸馏曲线来估计存储在燃料箱中的燃料的蒸气压力;以及基于所述所估计的蒸气压力来调整燃烧参数。在前述示例中,另外或任选地,所述预定的蒸馏曲线选自基于一个或多个燃料特性的多条预定的燃料蒸馏曲线。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,所述一个或多个燃料特性包括醇含量和燃料辛烷值。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,部分基于联接到所述发动机的爆震传感器的输出来确定所述燃料辛烷值。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,经由所述预定的燃料蒸馏曲线来估计所述燃料蒸气压力包括将所述燃料的温度和所述燃料的压力输入到参考所述预定的燃料蒸馏曲线的基于物理学的模型中。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,所述燃料箱通向大气,假设所述燃料的所述温度是环境温度,并且假设所述燃料箱压力是气压。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,燃烧燃料的发动机包括内燃机,所述内燃机具有多个气缸,每个气缸接收从直接喷射器直接进入所述气缸的燃料并且每个气缸通过进气道从进气道喷射器接收燃料,并且其中所述燃烧参数包括以下各者中的一者或多者:来自所述直接喷射器和/或所述进气道喷射器的燃料喷射量、所述进气道喷射器和/或所述直接喷射器的燃料喷射正时、进气道燃料喷射相对于直接燃料喷射的燃料分数、所命令的空燃比和点火正时。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,基于所估计的蒸气压力来调整所述燃烧参数包括相对于先前的设定来更新每个燃烧参数的设定并且按照每个经更新的设定来起始所述发动机的起动操作。

作为另一示例,一种方法包括:响应于在冷起动条件期间的发动机起动请求,使用基于物理学的模型来估计存储在燃料箱中的燃料的挥发性;基于发动机不活动持续时间来确定所估计的挥发性的置信度;以及基于所述所估计的挥发性和所述所确定的置信度来调整从所述燃料箱输送到发动机的燃料的喷射量和喷射正时。在前述示例中,另外或任选地,所述基于物理学的模型包括多条靠经验确定的燃料蒸馏曲线,并且使用所述基于物理学的模型来估计存储在所述燃料箱中的燃料的挥发性包括基于存储在所述燃料箱中的所述燃料的辛烷值、年龄和类型中的至少一者从所述多条靠经验确定的燃料蒸馏曲线中选择燃料蒸馏曲线。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,使用所述基于物理学的模型来估计存储在所述燃料箱中的所述燃料的所述挥发性还包括基于当前燃料温度和当前燃料箱压力经由所述选定的燃料蒸馏曲线来估计燃料蒸气压力。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,将所述当前燃料温度估计成由环境温度传感器测得的环境温度,并且将所述当前燃料箱压力估计成由环境压力传感器测得的气压。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,所述所估计的燃料挥发性的所述所确定的置信度随着所述发动机不活动持续时间增加而增加,直到在阈值发动机不活动持续时间下达到最大置信度为止。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,基于所述所估计的挥发性和所述所确定的置信度来调整所述喷射量和所述喷射正时包括:随着所述所估计的挥发性减小而相对于先前的喷射量设定来增加所述喷射量,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地增加所述喷射量,并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地增加所述喷射量;随着所述所估计的挥发性增加而相对于所述先前的喷射量来减小所述喷射量,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地减小所述喷射量并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地减小所述喷射量;随着所述所估计的挥发性减小而相对于先前的喷射正时设定将所述喷射正时提前,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地将所述喷射正时提前并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地将所述喷射正时提前;以及随着所述所估计的挥发性增加而相对于所述先前的喷射正时设定将所述喷射正时延迟,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地将所述喷射正时延迟并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地将所述喷射正时延迟。

作为另一示例,一种用于车辆的系统,所述用于车辆的系统包括:发动机,所述发动机包括多个气缸,每个气缸包括火花塞和用于输送燃料的燃料喷射器;燃料系统,所述燃料系统包括用于存储所述燃料的燃料箱;蒸发式排放系统,所述蒸发式排放系统与所述燃料系统流体连通,所述蒸发式排放系统经由通风孔联接到大气;环境温度传感器,所述环境温度传感器联接到所述发动机的进气道;环境压力传感器,所述环境压力传感器联接到所述发动机的所述进气道;发动机冷却剂温度传感器,所述发动机冷却剂温度传感器联接到所述发动机的冷却套筒;以及控制器,所述控制器将可执行指令保持在非暂时性存储器中,所述可执行指令在被执行时致使所述控制器:基于所述发动机冷却剂温度传感器的输出和发动机起动请求来确定发动机冷起动条件;响应于所述发动机冷起动条件的所述确定而使用基于物理学的模型来估计所述燃料的蒸气压力;以及基于所述所估计的蒸气压力和发动机关闭时间来调整发送到所述燃料喷射器和所述火花塞的信号的脉冲宽度和/或正时。在前述示例中,所述系统另外或任选地包括燃料箱隔离阀,所述燃料箱隔离阀联接在所述燃料系统与所述蒸发式排放系统之间,并且其中所述燃料箱隔离阀是常开阀。在任一或所有前述示例中,所述系统另外或任选地还包括自主车辆控制系统,其中所述自主车辆控制系统将可执行指令存储在非暂时性存储器中,所述可执行指令使得能够在没有来自操作者的输入的情况下操作所述车辆。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,所述所估计的蒸气压力是基于由所述环境压力传感器测得的环境温度、温度衰减函数和所述发动机关闭时间而确定的蒸气压力值范围,所述范围的跨度随着所述发动机关闭时间增加而减小。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,调整发送到所述燃料喷射器和所述火花塞的信号的脉冲宽度和/或正时包括针对所述蒸气压力值范围选择最保守的调整。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,基于所述环境温度和所述环境压力来估计所述蒸气压力,并且基于所述所估计的蒸气压力和所述发动机关闭时间来调整发送到所述燃料喷射器和所述火花塞的信号的脉冲宽度和/或正时还包括:基于所述发动机关闭时间来确定所述所估计的燃料蒸气压力的置信度;随着所述所估计的蒸气压力减小而相对于先前确定的脉冲宽度来增加发送到所述燃料喷射器的所述信号的所述脉冲宽度,随着所述置信度增加而更大程度地增加所述信号的所述脉冲宽度;以及随着所述所估计的蒸气压力减小而相对于先前确定的正时将发送到所述火花塞的所述信号的所述正时提前,随着所述置信度增加而更大程度地将所述信号的所述正时提前。

在另一表示中,一种用于混合动力电动车辆的方法包括:在从电动模式转变为发动机操作模式之前,经由预定的燃料蒸馏曲线来估计存储在燃料箱中的燃料的蒸气压力;以及基于所述所估计的蒸气压力来调整燃烧参数。在前述示例中,另外或任选地,所述方法还包括基于发动机不活动持续时间来确定所述所估计的燃料蒸气压力的置信度;以及基于所述所确定的置信度来进一步调整所述燃烧参数。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,经由所述预定的燃料蒸馏曲线来估计所述燃料蒸气压力包括将所述燃料的温度和所述燃料的压力输入到参考所述预定的燃料蒸馏曲线的基于物理学的模型中。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,所述燃料箱经由燃料蒸气存储滤罐而通向大气,假设所述燃料的所述温度是环境温度,并且假设所述燃料箱压力是气压。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,基于在所述燃料蒸气存储滤罐的先前冲洗事件期间所确定的冲洗补偿因子来进一步调整所述所估计的燃料蒸气压力。在任一或所有前述示例中,另外或任选地,所述方法还包括按照所述经过调整的燃烧参数来起动所述发动机。

应注意,本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件的组合的控制系统执行。本文描述的特定例程可以表示任何数目的处理策略中的一者或多者,所述处理策略例如为事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,可以按照所说明的序列、并行地或者在一些情况下省略所说明的各种动作、操作和/或功能。同样地,不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施方案的特征和优势,而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以清晰地表示将要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中执行指令来实施所描述的动作。

将了解,本文公开的配置和例程在本质上是示例性的,并且不应在限制意义上看待这些特定实施方案,因为众多变化是可能的。举例来说,以上技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一”元件或“第一”元件或其等效物。应将此类权利要求理解为包括并入一个或多个此类元件,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。通过修正本权利要求书或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求书,无论与原始权利要求书相比在范围上更广、更窄、相等或不同,也都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明,提供一种方法,所述方法具有:在燃烧燃料的发动机的冷起动期间,经由预定的燃料蒸馏曲线来估计存储在燃料箱中的燃料的蒸气压力;以及基于所述所估计的蒸气压力来调整燃烧参数。

根据实施方案,所述预定的蒸馏曲线选自基于一个或多个燃料特性的多条预定的燃料蒸馏曲线。

根据实施方案,所述一个或多个燃料特性包括醇含量和燃料辛烷值。

根据实施方案,部分基于联接到所述发动机的爆震传感器的输出来确定所述燃料辛烷值。

根据实施方案,经由所述预定的燃料蒸馏曲线来估计所述燃料蒸气压力包括将所述燃料的温度和所述燃料的压力输入到参考所述预定的燃料蒸馏曲线的基于物理学的模型中。

根据实施方案,所述燃料箱通向大气,假设所述燃料的所述温度是环境温度,并且假设所述燃料箱压力是气压。

根据实施方案,所述燃烧燃料的发动机包括内燃机,所述内燃机具有多个气缸,每个气缸接收从直接喷射器直接进入所述气缸的燃料并且每个气缸通过进气道从进气道喷射器接收燃料,并且其中所述燃烧参数包括以下各者中的一者或多者:来自所述直接喷射器和/或所述进气道喷射器的燃料喷射量、所述进气道喷射器和/或所述直接喷射器的燃料喷射正时、进气道燃料喷射相对于直接燃料喷射的燃料分数、所命令的空燃比和点火正时。

根据实施方案,基于所估计的蒸气压力来调整所述燃烧参数包括相对于先前的设定来更新每个燃烧参数的设定并且按照每个经更新的设定来起始所述发动机的起动操作。

根据本发明,提供一种方法,所述方法具有:响应于在冷起动条件期间的发动机起动请求,使用基于物理学的模型来估计存储在燃料箱中的燃料的挥发性;基于发动机不活动持续时间来确定所估计的挥发性的置信度;以及基于所述所估计的挥发性和所述所确定的置信度来调整从所述燃料箱输送到发动机的燃料的喷射量和喷射正时。

根据实施方案,所述基于物理学的模型包括多条靠经验确定的燃料蒸馏曲线,并且使用所述基于物理学的模型来估计存储在所述燃料箱中的燃料的挥发性包括基于存储在所述燃料箱中的所述燃料的辛烷值、年龄和类型中的至少一者从所述多条靠经验确定的燃料蒸馏曲线中选择燃料蒸馏曲线。

根据实施方案,使用所述基于物理学的模型来估计存储在所述燃料箱中的所述燃料的所述挥发性还包括基于当前燃料温度和当前燃料箱压力经由所述选定的燃料蒸馏曲线来估计燃料蒸气压力。

根据实施方案,将所述当前燃料温度估计成由环境温度传感器测得的环境温度,并且将所述当前燃料箱压力估计成由环境压力传感器测得的气压。

根据实施方案,所述所估计的燃料挥发性的所述所确定的置信度随着所述发动机不活动持续时间增加而增加,直到在阈值发动机不活动持续时间下达到最大置信度为止。

根据实施方案,基于所述所估计的挥发性和所述所确定的置信度来调整所述喷射量和所述喷射正时包括:随着所述所估计的挥发性减小而相对于先前的喷射量设定来增加所述喷射量,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地增加所述喷射量,并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地增加所述喷射量;随着所述所估计的挥发性增加而相对于所述先前的喷射量来减小所述喷射量,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地减小所述喷射量并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地减小所述喷射量;随着所述所估计的挥发性减小而相对于先前的喷射正时设定将所述喷射正时提前,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地将所述喷射正时提前并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地将所述喷射正时提前;以及随着所述所估计的挥发性增加而相对于所述先前的喷射正时设定将所述喷射正时延迟,其中随着所述所确定的置信度增加而更大程度地将所述喷射正时延迟并且随着所述所确定的置信度减小而更小程度地将所述喷射正时延迟。

根据本发明,提供一种用于车辆的系统,所述用于车辆的系统具有:发动机,所述发动机包括多个气缸,每个气缸包括火花塞和用于输送燃料的燃料喷射器;燃料系统,所述燃料系统包括用于存储所述燃料的燃料箱;蒸发式排放系统,所述蒸发式排放系统与所述燃料系统流体连通,所述蒸发式排放系统经由通风孔联接到大气;环境温度传感器,所述环境温度传感器联接到所述发动机的进气道;环境压力传感器,所述环境压力传感器联接到所述发动机的所述进气道;发动机冷却剂温度传感器,所述发动机冷却剂温度传感器联接到所述发动机的冷却套筒;以及控制器,所述控制器将可执行指令保持在非暂时性存储器中,所述可执行指令在被执行时致使所述控制器:基于所述发动机冷却剂温度传感器的输出和发动机起动请求来确定发动机冷起动条件;响应于所述发动机冷起动条件的所述确定而使用基于物理学的模型来估计所述燃料的蒸气压力;以及基于所述所估计的蒸气压力和发动机关闭时间来调整发送到所述燃料喷射器和所述火花塞的信号的脉冲宽度和/或正时。

根据实施方案,本发明的特征还在于燃料箱隔离阀,所述燃料箱隔离阀联接在所述燃料系统与所述蒸发式排放系统之间,并且其中所述燃料箱隔离阀是常开阀。

根据实施方案,本发明的特征还在于自主车辆控制系统,其中所述自主车辆控制系统将可执行指令存储在非暂时性存储器中,所述可执行指令使得能够在没有来自操作者的输入的情况下操作所述车辆。

根据实施方案,所述所估计的蒸气压力是基于由所述环境压力传感器测得的环境温度、温度衰减函数和所述发动机关闭时间而确定的蒸气压力值范围,所述范围的跨度随着所述发动机关闭时间增加而减小。

根据实施方案,调整发送到所述燃料喷射器和所述火花塞的信号的脉冲宽度和/或正时包括针对所述蒸气压力值范围选择最保守的调整。

根据实施方案,基于所述环境温度和所述环境压力来估计所述蒸气压力,并且基于所述所估计的蒸气压力和所述发动机关闭时间来调整发送到所述燃料喷射器和所述火花塞的信号的脉冲宽度和/或正时还包括:基于所述发动机关闭时间来确定所述所估计的燃料蒸气压力的置信度;随着所述所估计的蒸气压力减小而相对于先前确定的脉冲宽度来增加发送到所述燃料喷射器的所述信号的所述脉冲宽度,随着所述置信度增加而更大程度地增加所述信号的所述脉冲宽度;以及随着所述所估计的蒸气压力减小而相对于先前确定的正时将发送到所述火花塞的所述信号的所述正时提前,随着所述置信度增加而更大程度地将所述信号的所述正时提前。

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