发动机冷起动控制制造技术

本申请涉及发动机冷起动控制。提供用于当以汽油燃料、醇燃料或混合燃料操作时改善冷起动状况期间的发动机起动性的方法和系统。在一个示例中，发动机冷起动控制的方法可以包括利用借助进气节气门调整而降低的歧管压力开始用于汽缸燃烧的燃料喷射。歧管压力基于汽缸充气减少和在较低的压力下改善的燃料沸点之间的优化而被降低。

【技术实现步骤摘要】

本说明书总体涉及用于改善车辆发动机的冷起动控制的方法和系统。
技术介绍
由于使足够的燃料汽化以提供可燃的空燃比的困难，所以在冷环境状况期间以汽油加燃料的发动机的起动性(也被称为发动机冷起动)可能是个问题。特别地，使燃料汽化所需要的更大量的时间可以劣化发动机起动性。当发动机以诸如乙醇燃料(例如，E85、E100等)的替代燃料加燃料时，这种问题可以被加剧。在其中，醇燃料的附加增压空气冷却效果能够在冷起动状况期间降低进气充气温度，从而进一步劣化燃烧稳定性并且增加发动机失火的可能性。Krengel等人在US8,447,496中示出用于在冷状况期间改善发动机起动性的一种示例方法。在其中，在发动机冷起动期间，燃料的至少一部分在压缩冲程期间被直接喷射，而燃料的剩余部分在进气冲程期间被直接喷射。另外，以压缩冲程喷射的方式输送的燃料部分随着喷射的燃料的醇含量增加而增加。通过以压缩冲程喷射的方式输送至少一些燃料，发动机在压缩冲程期间的较高的充气温度被用于改善燃料汽化。然而，专利技术人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，甚至在压缩冲程期间加燃料的情况下，在低环境状况下，可能没有足够的充气温度使燃料汽化用于发动机起动。专利技术人在此已经进一步认识到：即使当加燃料在压缩冲程期间被提供时，燃料汽化由压缩冲程期间的燃料的沸点和充气温度之间的温度差驱动。然而，燃料的沸点是压缩冲程期间的充气压力的函数。如果燃料沸点能够被减小同时保持充气温度相同，则燃料的汽化能够被增强。
技术实现思路
因此，在一个示例中，上述问题可以通过用于改善发动机起动性的方法来解决，该方法其包含：在发动机冷起动期间，基于发动机工况确定包括燃料量和喷射正时的燃料喷射；以及基于喷射结束时估计的燃料温度而对于冷起动期间的发动机汽缸中的第一燃烧事件降低歧管压力。在本文中，燃料喷射包括单一压缩冲程喷射。以此方式，燃料汽化在冷起动期间被改善。作为一个示例，对于发动机冷起动期间的每个汽缸的第一燃烧事件，燃料可以以单一压缩冲程喷射的方式被输送。此外，对于每个汽缸中的第一燃烧事件，可以通过减小进气节气门开度来降低歧管压力。具体地，歧管压力可以被降低至基于减小的歧管压力对燃料沸点和充气体积中的每一个的影响而被优化的值，所述优化使燃烧空燃比能够被维持在目标值处(诸如在化学计量比处或附近)。因此，当歧管压力被减小时，压缩压力也被减小。减小的压力降低正在被输送的燃料的沸点。由于充气温度在压缩冲程期间独立于歧管压力，所以它保持相同，从而导致等熵的压缩冲程喷射。燃料温度然后在压缩之前根据充气的初始温度而变化。因此，通过借助较低的歧管压力的应用来减小沸点同时保持充气温度相同，燃料的汽化被增强。同时，歧管压力的降低减少汽缸中充气的体积，从而减少待被汽化以维持给定空燃比所需要的燃料量。对于每个发动机汽缸的第二燃烧事件，歧管压力然后可以被升高(例如，至标称水平)。通过基于对燃料的减少的需要和较低的歧管压力下的改善的燃料汽化而迭代地优化歧管压力设定点，目标空燃比能够在发动机冷起动时被更容易地实现。通过降低歧管压力而降低燃料在冷环境状况期间的沸点同时保持充气温度相同的技术效果是：燃料沸点和充气温度之间的较大的差被实现。因此，燃料可以被有效地汽化以形成可燃/化学计量比的空燃混合物。通过基于汽缸充气量的减少(并且因而汽缸中需要的燃料量的减少)和燃料汽化的增强之间的平衡而对于每个发动机汽缸中的第一燃烧事件(在发动机重起动期间)优化歧管压力降低到的设定点，即使当醇燃料被使用时，发动机起动性在较低的温度下也能够被改善，而不会劣化发动机扭矩输出或排气排放。附加地，通过使大部分的喷射燃料汽化，较少的燃料可以在发动机操作期间被损失，并且在发动机冷起动时对较大的或预燃料喷射(pilotfuelinjection)的需要可以被减少或消除。因此，这可以提供燃料经济性益处以及减少的冷起动排气排放。此外，发动机失火在发动机冷起动期间的发生率被减小。另外，通过对冷起动的第一燃烧事件维持压缩喷射的使用，能够维持可重复的发动机转速廓线。应当理解，提供以上本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，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示出燃烧室的示例实施例。图2示出图示说明可以被实施用于在冷起动状况期间以降低的歧管压力起动发动机的程序的高水平流程图。图3示出描绘燃料沸点在汽缸压缩冲程期间的改变的映射图。图4示出可以用于基于在不同的MAP值下燃料沸点的变化相对于充气体积的变化而在发动机设定点期间选择歧管压力设定点的映射图。图5-6示出根据本公开的示例冷起动燃料喷射。具体实施方式以下描述涉及用于改善发动机(诸如图1的发动机)在冷环境温度下以汽油和醇基燃料起动的能力的系统和方法。发动机控制器可以被配置为在发动机冷起动期间执行控制程序(诸如图2的示例程序)，以在压缩冲程期间降低歧管压力并且喷射燃料同时以较低的歧管压力操作。通过基于在燃料喷射结束时估计的燃料温度降低歧管压力(图3-4)，燃料汽化和可燃的空燃混合物的形成在冷起动下可以被改善。参考图5-6示出示例冷起动操作。通过减少在冷起动期间引起的燃料损失，燃料效率和车辆冷起动排气排放的质量可以被显著地改善。图1描绘内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数并且接收借助输入装置132来自车辆操作者130的输入。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(本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可以耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以借助变速器系统耦接到乘客车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可以借助飞轮耦接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。汽缸14能够借助一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸14之外，进气通道146能够与发动机10的其它汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或多个可以包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以借助轴180由排气涡轮176至少部分地提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其它示例中，诸如在发动机10配备有机械增压器的情况下，排气涡轮176可以可选地被省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门20可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供到发动机汽缸的进气的流率和/或压力。例如，如图1所示，节气门20可以被定位在压缩机174的下游，或者替代地可以被提供在压缩机174的上游。排气通道148能够接收来自除汽缸14之外的发动机10的其它汽缸的排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包含：在发动机冷起动期间，基于发动机工况确定包括燃料量和喷射正时的燃料喷射；以及基于在所述喷射结束时估计的燃料温度而对于所述冷起动下每个发动机汽缸的第一燃烧事件降低歧管压力。

【技术特征摘要】
2015.08.04 US 14/817,9451.一种用于发动机的方法，其包含：在发动机冷起动期间，基于发动机工况确定包括燃料量和喷射正时的燃料喷射；以及基于在所述喷射结束时估计的燃料温度而对于所述冷起动下每个发动机汽缸的第一燃烧事件降低歧管压力。2.根据权利要求1所述的方法，其中降低包括基于喷射的燃料的沸点随压力变化将所述歧管压力降低至设定点。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述设定点基于所述喷射的燃料的沸点的变化相对于汽缸充气的体积随压力的变化。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述降低进一步基于所述喷射的燃料的醇含量，当所述喷射的燃料的醇含量增加时，所述歧管压力被降低至较小的值。5.根据权利要求1所述的方法，其中降低歧管压力包括减小进气节气门的开度。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包含：对于每个发动机汽缸中的第二燃烧事件，升高所述歧管压力，所述第二燃烧事件紧随每个发动机汽缸的所述第一燃烧事件。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包含：对于每个发动机汽缸的所述第一燃烧事件，以单一压缩冲程喷射的方式喷射燃料。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包含：对于所述第二燃烧事件，将燃料喷射转变为分离喷射，所述分离喷射包括以进气冲程喷射的方式输送燃料的第一部分和以压缩冲程喷射的方式输送所述燃料的第二剩余部分，所述第一部分相对于所述第二部分的比基于温度调整。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述温度是燃料温度、发动机温度、排气催化剂温度和环境温度中的一个。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一部分相对于所述第二部分的所述比随所述温度增加而增加。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述比进一步基于所述喷射的燃料的醇含量，所述第一部分相对于所述第二部分的所述比随所述喷射的燃料的所述醇含量增加而减小。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包含：基于降低的歧管压力调整点火火花正时和燃料轨压力中的一个或多个。13.一种用于发动机的方法，其包含：对于发动机冷起动下的每个发动机汽缸的第一燃烧事件，将歧管压力降低至基于喷射的燃料的沸点随压力的变化相对于汽缸充气的体积随压力的变化而选择的设定点；以及在较低的歧管压力下，以单一压缩冲程喷射的方式输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尼拉，易建文，S·伍尔德里奇，A·O’C·吉布森，G·A·库尔森，丁富成，
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