用于空气充气估计的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于空气充气估计的方法和系统
[0001 ]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2014年11月20号提交的题为 “Method and System for Air ChargeEstimat1n” (用于空气充气估计的方法和系统)的美国临时专利申请N0.62/082，311的优先权，为了所有目的，其整个内容被并入本文以供参考。
技术领域
[0003]本申请涉及用于确定发动机系统的汽缸内的空气充气的方法和系统，所述发动机系统经配置以在许多发动机循环中重复执行选择性汽缸不加燃料操作。
[0004]【背景技术】和
【发明内容】
[0005]发动机可经配置使用可变数量的活跃汽缸或停用汽缸操作从而增加燃料经济性，同时可选择地保持关于化学计量比的总排气混合空燃比。这种发动机称之为可变排量发动机(VDE)。其中，在通过诸如速度/负荷窗口的参数限定的选定条件以及包括车辆速度的各种其它工况过程中可禁用一部分发动机汽缸。VDE控制系统可通过影响汽缸的进气门和排气门操作的多个汽缸气门减活化剂的控制，或通过影响汽缸加燃料的多个选择性停用的燃料喷射器的控制禁用一组选定的汽缸，诸如一排汽缸。
[0006]燃料经济性的进一步改进能够在发动机中实现，所述发动机经配置以通过停止在有索引的汽缸点火模式中燃料到某些选定汽缸的传送而改变发动机的有效排量。Tripathi等人在US8，651，091中示出选择性汽缸不加燃料的一个示例。在其中，发动机燃料控制器可连续不断地旋转被加燃料的特定汽缸、不被加燃料的汽缸，且模式继续用于的汽缸事件和/或发动机循环的数量。此外，可选择地，没有加燃料的每个汽缸的各个气门机构可被选择性地停用，或保持操作，使得汽缸栗送未加燃料的汽缸充气到排气。通过避免燃料传送到选定汽缸，带有燃料传送的活跃汽缸能够更接近所需的效率被操作，从而增加发动机的总操作效率。通过改变选择性不加燃料的汽缸的数量和特性，大范围的发动机排量选择是可行的。
[0007]然而，发明人这里已经认识这种发动机系统的潜在问题。具体地，由于发动机控制器可运行的许多点火模式，汽缸空气充气估计可难以计算。在系统中，诸如带有例如4汽缸和8汽缸模式的双位VDE发动机系统，两组查找表可基于来自两种模式的测量数据生成。当发动机在各自模式中操作时可使用每组查找表。
[0008]然而，对于选择性不加燃料操作，很多可用的模式将需要等同数量的查找表，从而可导致过度复杂以至于具有全面准确的汽缸空气充气估计会是不可行的。准确的汽缸空气充气估计在确定适当的燃料喷射量、火花正时、扭矩估计等时是有用的。此外，汽缸空气充气估计可用于估计并安排许多其它变量，诸如空燃比。结果，不准确的汽缸空气充气估计可导致退化的发动机操作效率且可对排放控制有不利影响。
[0009]在一个示例中，上面的一些问题可通过用于发动机的方法解决，所述方法包括基于另一个、第二汽缸的点火模式调整用于第一汽缸的空气充气估计。这样，可实时改善汽缸空气充气估计以用于任意汽缸点火模式，从而在选择性汽缸不加燃料/点火操作过程中改善发动机效率。
[0010]在另一个示例中，用于发动机的方法包括:响应于在当前循环或前一循环过程中不点火的第二汽缸，调整用于第一汽缸的空气充气估计第一量；响应于在当前循环过程中点火而在前一循环过程中不点火的第二汽缸，调整空气充气估计第二量；响应于在当前循环中不点火而在前一循环过程中点火的第二汽缸，调整空气充气估计第三量，并且否则不调整空气充气估计。这样，可改善汽缸空气充气估计，从而反过来可改善燃料经济性和排放控制。
[0011]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，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权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在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】
[0012]图1示出发动机系统布局的示例实施例。
[0013]图2示出局部发动机视图。
[0014]图3示出在直列式四缸发动机配置中用于两个汽缸的进气事件的示例顺序的图表。
[0015]图4示出用于基于不加燃料的发动机操作调整空气充气估计的高级流程图。
【具体实施方式】
[0016]提供方法和系统，用于当操作发动机时调整用于给定汽缸的空气充气估计，所述发动机经配置用于通过发动机汽缸(诸如图1和图2的发动机系统)的选择性加燃料和不加燃料的选择性汽缸停用。发动机控制器可基于第二汽缸的燃烧或不燃烧调整用于给定汽缸的空气充气估计，其中第二汽缸的冲程循环在图3所示的给定汽缸的冲程循环后面180度。如图4所示，可基于第二汽缸是否在用于给定汽缸的前一循环和当前循环中燃烧调整空气充气估计。
[0017]图1示出具有汽缸排15的示例发动机10。在描述的示例中，发动机10为直列式四缸
(14)发动机，其中汽缸排具有4个汽缸14。发动机10具有带有节气门20的进气歧管16，和耦合到排放控制系统30的排气歧管18。排放控制系统30包括一个或多个催化剂和空燃比传感器，诸如关于图2所述。如一个非限制性示例，发动机10能够被包括作为用于客运车辆的推进系统的部分。
[0018]发动机系统1可具有汽缸14，其具有选择性停用的进气门50和选择性停用的排气门56。在一个示例中，进气门50和排气门56经配置用于经由电动各个汽缸气门致动器的电动气门驱动(EVA)。虽然描述的示例示出每个汽缸具有单一进气门和单一排气门，在替代示例中，如图2详述，每个汽缸可具有多个选择性停用的进气门和/或多个选择性停用的排气门。
[0019]在选定条件过程中，诸如不需要发动机的全扭矩能力时，发动机10的一个或多个汽缸可经选定以用于选择性停用(这里也称为各个汽缸停用)。这可包括选择性地使汽缸排15上的一个或多个汽缸停用。汽缸排上停用的汽缸的数量和特性(identity)可对称或不对称。
[0020]在停用过程中，选定汽缸可通过关闭各个汽缸气门机构停用，诸如进气门机构，排气门机构，或两者的组合。可经由水压致动的提升器(例如，耦合到气门推杆的提升器)、经由凸轮廓线变换机构或经由耦合到每个汽缸的电动驱动的汽缸气门机构选择性停用汽缸气门，在所述凸轮廓线变换机构中，没有提升的凸轮凸角用于停用的气门。此外，诸如通过使汽缸燃料喷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，发动机系统10可具有选择性停用的(直接)燃料喷射器，且可通过关闭相应的燃料喷射器同时保持进气门和排气门操作使选定汽缸停用，使得空气可通过汽缸继续被栗送。
[0022]虽然禁用选定汽缸，剩余启用的或活跃的汽缸继续用燃料喷射器和活跃的汽缸气门机构和操作实施燃烧。为了满足扭矩要求，发动机在活跃汽缸上产生相同数量的扭矩。这要求较高的歧管压力，从而导致较低的栗送损失和增加的发动机效率。并且，暴露于燃烧的较低有效表面积(仅来自启用的汽缸)降低发动机热损失，从而改善发动机的热效率。
[0023]汽缸可停用以基于指定的控制算法提供具体的点火(和/或不点火)模式。更具体地，选定的停用的工作汽缸不点火而其它活跃的工作汽缸点火。总体模式可经限定以用于发动机的一个循环，其中对于带有汽缸的四缸发动机的示例，所述四缸发动机具有位置数字1-4(其中I在线的一端而4在线的另一端)和具有l-x-4-x模式的1-3-4-2的点火次序，其中“X”表示不加燃料(或停用)且数字意为汽缸被加燃料且点火。另一个不同的模式可为X-3-X-2。其它模式可为l-x-x-4，和x-3-4-x，和1_3_4-χ，和1-χ_4_2等。虽然这些模式中的每个以相同的总气流操作，但用于给定汽缸的汽缸充气能够取决于次序，且尤其取决于立即在前和立即紧接着的汽缸是点火还是不点火。因此，对于模式1-3-4-2、1-3