用于针对发动机冷起动来表征老化的燃料的系统和方法技术方案

本公开提供了“用于针对发动机冷起动来表征老化的燃料的系统和方法”。提供用于表征随时间失去挥发性的老化的燃料的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：使用预定的燃料蒸馏曲线来估计在发动机冷起动期间的燃料蒸气压力；以及基于所述所估计的燃料蒸气压力来调整一个或多个燃烧参数。因为所述燃料蒸气压力直接与所述燃料挥发性相关，所以基于所述所估计的燃料蒸气压力来调整所述一个或多个燃烧参数可以减少与老化的燃料相关的发动机性能劣化，例如在冷起动期间的迟滞和排放。

System and Method for Characterizing Aging Fuel for Engine Cold Start

【技术实现步骤摘要】
用于针对发动机冷起动来表征老化的燃料的系统和方法
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。
技术介绍
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，本文专利技术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。
技术实现思路
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。本文专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，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。

【技术特征摘要】
2018.01.22 US 15/876,9871.一种方法，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。2.如权利要求1所述的方法，其中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。3.如权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个燃料特性包括醇含量和燃料辛烷值。4.如权利要求3所述的方法，其中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。5.如权利要求1所述的方法，其中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。6.如权利要求5所述的方法，其中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。7.如权利要求1所述的方法，其中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。8.如权利要求7所述的方法，其中基于所述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。9.如权利要求1所述的方法，其中所述调整所述燃烧参数进一步基于所述所估计的蒸气压力的置信度，基于在所述冷起动之前的发动机不活动持续时间来确定所述所估计的蒸气压力的所述置信度。10.一种用于车辆的系统，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多夫·伍德林，戈皮钱德拉·苏尼拉，穆罕纳德·哈基姆，克里斯·格鲁格拉，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US