用于瞬变燃料控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于瞬变燃料控制的方法和系统。提供了用于减少多燃料发动机系统中的瞬变燃料问题的方法。当从以第一燃料分流比共同供给燃料转变为以替代的燃料分流比共同供给燃料时，使燃料分流比的变化在多个发动机循环内渐变。这减少了燃烧稳定性问题和大规模燃料变化的潜在干扰。

【技术实现步骤摘要】
用于瞬变燃料控制的方法和系统
本申请涉及调整在多燃料车辆中的共同供给燃料分布图之间转变时改变燃料的速率。
技术介绍
为了缓解传统燃料的价格上涨，以及为了减少排气排放，替代燃料已经被开发。例如，天然气已经被认为是引人注目的代替燃料。对于汽车应用而言，天然气可以被压缩，并且作为压缩天然气(CNG)被存储在高压下的汽缸中。作为另一示例，醇和含醇混合燃料可以用作用于汽车应用的可替代燃料。利用适合于可替代燃料的特定物理和化学性质的各种发动机技术和喷射技术，各种发动机系统可以使用醇燃料和CNG燃料。基于发动机工况，发动机控制系统可以调整多燃料系统的燃料喷射分布图，以利用可用燃料的特定性质。这可以包括以燃料中的任一种运转、或利用同时喷射两种燃料的共同供给燃料的方法。共同供给燃料能够提供每一种燃料的优点，并且在所选状况期间会优于任一种燃料。Surnilla等人在US7,703,435中描述了一种示例多燃料系统。其中，发动机被配置为以CNG、汽油或两者的混合物运转。在特定工况期间，基于每一个燃料存储箱中可用的燃料量以及基于可用燃料的类型和属性，选择用于使发动机运转的燃料。例如，通过在高驾驶者需求期间选择特定燃料可以扩大车辆燃料经济性和范围。作为另一示例，通过针对发动机启动状况储备特定燃料可以改善发动机排放。Leone等人在US8,307,790中示出了另一方法。其中，发动机以通过再形成而产生的气体燃料和包括醇混合燃料的液体燃料运转。在从液体燃料到气体燃料的转变被请求时的状况期间，气体燃料喷射最初以低速率渐变。一旦气体燃料成分被确定，所喷射的燃料以更高的速率渐变。
技术实现思路
然而，专利技术人在此已经认识到这些方法的潜在问题。作为一个示例，可能发生瞬变燃料问题。当共同供给燃料模式之间转变时，可能会加重这些问题。由于多种燃料和多种喷射技术的使用，瞬变燃料问题的追踪会是复杂的。例如，在从第一液体燃料的直接喷射转变为第一和第二气体燃料的直接喷射时经历的瞬变燃料问题可能基本上不同于在从第一液体燃料的直接喷射转变为第一燃料的直接喷射和第二气体燃料的进气道喷射时经历的那些。此外，由于瞬变燃料效应，当从以第一燃料分流共同供给燃料转变为以不同燃料分流共同供给燃料时，存在发动机控制不与汽缸中存在的实际燃料准确匹配的风险。燃料化学性质的易变性会使燃料转变更加困难。例如，从箱注满到箱注满，燃料(例如，CNG燃料)的性质可能彻底地改变。因此，燃料分流的快速转变可能损害控制系统补偿瞬变燃料问题的能力，从而导致扭矩损失、不正常燃烧(例如，爆震或失火)和劣化/变差的燃料经济性。由于瞬变燃料问题，即使在共同供给燃料提供优于单独使用任一种燃料期间，控制器也不能实现共同供给燃料。因此，可能错过共同供给燃料的机会。在一个示例中，可以通过一种方法来解决一些上述问题，该方法包含：从使发动机以第一燃料与第二燃料的第一分流比运转转变为以第二不同分流比运转，在每个发动机循环限制的转变期间的分流比的变化速率。以此方式，通过限制在每个发动机循环允许的燃料分流变化的速率，能够减少在共同供给燃料期间引起的瞬变燃料问题。作为一个示例，发动机可以被配置为具有多燃料系统，以便以诸如汽油的第一液体燃料和诸如CNG的第二气体燃料运转。在所选工况期间，发动机可以喷射到发动机汽缸内的至少一些CNG和至少一些汽油运转，以便提供最小化液体燃料消耗的益处，同时满足扭矩需求。例如，在扭矩带的状况期间(其中发动机转速在3000-4500rpm的范围内并且发动机负荷高)，可以为发动机共同供给70％汽油与30％CNG的燃料分流和为30％浓的总燃烧空燃比，以便满足扭矩需求，同时还允许火花被维持在MBT。作为另一示例，在功率带的状况期间(其中发动机转速在4500-6000rpm的范围内并且发动机负荷高)，可以为发动机共同供给15％汽油与85％CNG的燃料分流(和为10％浓的总燃烧空燃比)，以便除了CNG外，少量汽油能够以更小量的浓度(richness)恢复全功率，同时将火花维持在MBT。当从以在扭矩带状况下使用的第一燃料分流比共同供给燃料转变为以在功率带状况下使用的第二燃料分流比共同供给燃料时，控制器可以限制燃料分流比变化的速率。具体地，代替从70％汽油与30％CNG的第一燃料分流比大体上立即(例如，在一个发动机循环内)转变为15％汽油与85％CNG的第二燃料分流比，控制器可以在每个发动机循环将变化限制于阈值百分比，以减少由于大规模变化导致的潜在干扰。可以基于诸如发动机温度、MAP、燃料挥发性、燃料可用性、喷射类型的变化等的发动机工况限制分流比在每一个发动机循环变化的速率。作为一个示例，控制器可以在每一个发动机循环内使CNG比例逐渐增加5％，同时使汽油比例相应地减少5％，直至实现期望的燃料分流比为止。以此方式，可以减少在共同供给燃料模式之间转变时多燃料系统中引起的瞬变燃料效应。此外，利用发动机控制(例如，节气门控制、火花控制等)可以更易于补偿减少的瞬变燃料效应。通过减少瞬变效应，能够在更宽的工况范围内扩展共同供给燃料方法在发动机运转期间的使用和优点。因此，这改善了燃料经济性。此外，减少了由于瞬变燃料效应而引起的劣化的汽缸燃烧和不正常的汽缸燃烧事件，从而改善整体发动机性能。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被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地确定。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。附图说明图1示出了被配置为以液体燃料和气体燃料运转的多燃料发动机系统的示意描述。图2示出了描述来自图1的发动机系统共同供给燃料的扭矩益处的示例图。图3示出了用于在燃料喷射分布图之间转变时限制燃料分流比的变化速率的示例流程图。图4示出了燃料喷射分布图之间的具有不同燃料分流比的示例转变。具体实施方式提供了用于改善多燃料发动机系统(诸如图1的系统)中的燃料转变的方法和系统。在燃料转变期间，控制器可以限制燃料变化发生的速率。例如，控制器可以执行控制程序(诸如图3中所描述的)，以便当从以第一分流比为发动机共同供给燃料转变为以第二不同分流比为发动机共同供给燃料时限制每个发动机循环的分流比的变化速率。在本文中参照图4描述了示例共同供给燃料的转变。以此方式，减少了多燃料发动机系统中的瞬变燃料问题，并且扩展了共同供给燃料的益处(图2)。图1描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以至少部分地被包括控制器12的控制系统以及被经由输入装置132来自车辆操作者130的输入控制。在这个示例中，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可以包括活塞138被设置在其中的燃烧室壁136。活塞138可以被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客车的至少一个驱动轮。此外，启动机马达可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机10的启动运转。汽缸14可以经由一系列进气道142、144和146接收进气空气。除了汽缸14外，进气道146还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含：从使发动机以第一燃料与第二燃料的第一分流比运转转变为以第二不同分流比运转，在每个发动机循环限制所述转变期间的分流比的变化速率。

【技术特征摘要】
2013.08.07 US 13/961,5691.一种用于运转发动机的方法，其包含：从使发动机以第一燃料与第二燃料的第一分流比运转转变为以第二不同分流比运转，在每个发动机循环限制所述转变期间的分流比的变化速率。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于发动机温度限制所述变化速率，所述速率随着所述发动机温度增加而增加。3.根据权利要求1所述的方法，其中基于燃料挥发性限制所述变化速率，所述速率随着所述第一燃料和/或第二燃料的所述燃料挥发性增加而增加。4.根据权利要求1所述的方法，其中基于歧管压力信号限制所述变化速率，该歧管压力信号即MAP，所述速率随着MAP降低而增加。5.根据权利要求1所述的方法，其中基于补给燃料的指示限制所述变化速率，所述速率响应于所述第一燃料或所述第二燃料的补给的指示而降低。6.根据权利要求1所述的方法，其中基于相对于所述第二燃料的喷射类型的所述第一燃料的喷射类型限制所述变化速率。7.根据权利要求1所述的方法，其中基于燃料水平限制所述变化速率，所述速率响应于所述第一燃料或第二燃料的所述燃料水平低于阈值而增加。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料是液体燃料，而所述第二燃料是气体燃料。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料是汽油，而所述第二燃料是CNG。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一燃料和所述第二燃料中的一种是醇燃料或混合燃料。11.一种用于发动机的方法，其包含：使发动机从以第一液体燃料与第二气体燃料的第一分流比运转转变为使所述发动机以第二不同分流比运转，所述转变的速率基于包括发动机温度和燃料挥发性的发动机工况。12.根据权利要求11所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·吉多，E·巴迪罗，D·萨伯瓦尔，R·D·珀西富尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US