双燃料发动机系统的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及在双燃料系统中调节容积效率估计的方法和系统。
【背景技术】
[0002]发动机可以配置有直接燃料喷射器和/或进气道燃料喷射器，直接燃料喷射器将燃料直接喷射入燃烧汽缸(直接喷射)，进气道燃料喷射器将燃料喷射入汽缸进气道(进气道燃料喷射)。多燃料发动机系统能够使用进气道喷射和直接喷射二者，其中不同的燃料类型被提供至不同的喷射器。例如，乙醇燃料的直接喷射可以与汽油燃料的进气道喷射连用。其中，醇燃料的直接喷射可以利用醇燃料的较高蒸发热的增加的增压中冷效果和增加的辛烷。这帮助解决爆震限制，尤其是在升压状况下。另外，汽油燃料的进气道喷射可以利用汽油燃料的较高功率输出。
[0003]因此，喷射入发动机的燃料的组成影响发动机的容积燃料经济性和效率。如由Surnilla等人认识到的(US8387591)，直接喷射燃料的容积组成和燃料的辛烷值之间的非线性关系能够使得发动机控制调整的计算变得复杂。本文发明人已经认识到，在多燃料系统(诸如双燃料系统)中，涉及更进一步程度的复杂性。这是因为发动机的容积效率取决于喷射入发动机的燃料类型的净效果、喷射的每种燃料的量以及用于喷射燃料的喷射系统。也就是说，进气道喷射汽油燃料和直接喷射乙醇燃料对容积效率的影响可能不同于直接喷射汽油燃料和进气道喷射乙醇燃料对容积效率的影响。因此，如果发动机的容积效率不调节以校正这些燃料效果，汽缸中的空气的量可能被错误估计。这进而将导致发动机扭矩估计误差、燃料系统监控误差等。总之，发动机性能将退化。
【发明内容】
[0004]上述问题的至少一些可以至少部分由一种用于在运转多燃料系统时精确估计发动机容积效率的方法解决。该方法包括:在汽缸循环期间，响应于到汽缸的进气道喷射的燃料和直接喷射的燃料，调节发动机容积效率估计；以及响应于发动机容积效率估计调节驱动器。以此方式，汽缸空气充气估计误差能够减小。
[0005]如一示例，发动机可以经由进气道喷射加注第一燃料(例如，主要燃料，诸如汽油)。发动机还可以经由直接喷射加注第二不同的燃料(例如，辅助燃料，诸如乙醇)。可以基于两种燃料的每种的喷射量以及它们的喷射系统确定双燃料发动机的发动机容积效率。具体地，随着汽油燃料的进气道喷射增加，容积效率估计会降低，而随着乙醇燃料的直接喷射增加，容积效率估计会增加。发动机的总体容积效率被计算为由于汽油燃料部分(fract1n)的进气道喷射而容积效率降低和由于乙醇燃料部分的直接喷射而容积效率增加的净效果。因此，当歧管或汽缸(进气冲程中)中的燃料蒸发时，其贡献的压力是燃料的局部压力(partial pressure) 0因此，进气道喷射的汽油部分的效果可以基于进气道中汽油燃料的局部压力确定。直接喷射的乙醇燃料的效果类似地可以基于汽缸中的乙醇燃料的局部压力确定。具体地，由于直接喷射的乙醇燃料的冷却效果仅在进气门打开时的进气冲程期间实现，该调节可以基于IVO事件期间汽缸中的局部压力。在一种示例中，控制器可以基于发动机工况(诸如发动机转速-负荷状况)确定初始或基础容积效率估计，并且可以进一步基于不同燃料的燃料部分和它们的喷射类型更新基础估计。基于更新的容积效率估计，汽缸空气充气估计可以被校正。可以相应地对一个或更多个发动机驱动器进行调节。例如，可以调节节气门开度、凸轮正时、气门正时、火花正时、喷射燃料数量和EGR流率中的一者或更多者。
[0006]虽然以上示例针对汽油和乙醇液体燃料描绘，应当理解，基于燃料类型和喷射类型的容积效率估计模型可以类似地应用于各种其他燃料和喷射组合。例如，相同的模型可以用于精确地调节使用液体燃料和气体燃料运转的多燃料发动机系统中的容积效率，该多燃料发动机系统诸如具有进气道喷射的CNG和直接喷射的汽油的发动机系统。
[0007]以此方式，可以更好地获悉多燃料发动机系统的每种燃料和每种燃料喷射类型的冷却和局部压力的净效果并将其用于校正容积效率估计。通过提高容积效率估计的准确性，能够减小汽缸空气充气估计误差。因此，这改善了发动机驱动器控制并减少扭矩扰动。此外，基于空气流量估计的一个或更多个其他发动机运转参数的估计误差也被减小。通过减小空气-燃料误差，提高了发动机性能。
[0008]应当理解，提供以上概述是为了以简化形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于【具体实施方式】的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0009]图1示出用于多燃料发动机的一个示例燃烧室。
[0010]图2示出一种用于基于直接喷射和进气道喷射的燃料调节多燃料系统中的容积效率估计的高级流程图。
[0011]图3示出根据本公开的一种基于调节的容积效率估计的示例驱动器调节。
【具体实施方式】
[0012]以下描述涉及用于提高多燃料发动机系统中(诸如图1中的发动机系统中)的容积效率估计的精确性的系统和方法。发动机控制器可以执行诸如图2的例程的控制例程，以基于多燃料发动机系统的每种燃料的燃料部分以及用于输送每种燃料的喷射类型而估计发动机容积效率。基于修正的容积效率估计，可以调节一个或更多个发动机驱动器的设置以提高发动机性能。图3示出示例调节。
[0013]图1描绘内燃发动机10的燃烧室或汽缸的一个示例实施例。发动机10可以至少部分由包括控制器12的控制系统和经由输入装置132、来自车辆操作者130的输入控制。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(即，燃烧室)14可以包括燃烧室壁136，其中活塞138位于燃烧室壁中。活塞138可以耦接至曲轴140，以便活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客运车辆的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴140以使发动机10能够启动运转。
[0014]汽缸14能够经由一系列进气道142、144和146接收进气空气。除了汽缸14之夕卜，进气道146能够与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或更多个进气道可以包括升压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出发动机10配置有涡轮增压器，该涡轮增压器包括布置在进气道142和进气道144之间的压缩机174和沿着排气道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以至少部分地通过排气涡轮176经由轴180而驱动，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在另一些示例中，诸如其中发动机10被提供有机械增压器的情况，排气涡轮176可以选择性地省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入驱动。包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气道提供以用于改变提供至发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，如图1所示，节气门162可以设置在压缩机174下游，或替代地提供在压缩机174的上游。
[0015]排气道148能够接收来自除了汽缸14之外的发动机10的其他汽缸的排气。排气传感器128被示出耦接至排放控制装置178上游的排气道148。传感器128可以是用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEG0(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EG0 (如所描绘的)、HEG0(加热型EGO)、N0x、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、N0X捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
[0016]发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
[0017]进气门150可以由控制器12经由驱动器152控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由驱动器154控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供至驱动器152和驱动器154的信号以控制各自的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由各自的气门位置传感器(未示出)确定。气门驱动器可以是电动气门驱动类型或