用于补偿气体燃料喷射的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于补偿气体燃料喷射的系统和方法。描述了使用气体燃料操作发动机的系统和方法。在一个实例中，响应于进入发动机的空气温度和喷射至发动机的气体燃料的形成温度，调整发动机操作。该系统和方法可改进发动机空气-燃料控制。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿气体燃料喷射的系统和方法
本描述涉及使用气体燃料操作发动机的方法和系统。本系统和方法尤其可用于将气体燃料喷射至汽缸进气口的发动机。
技术介绍
可使用气体燃料作为液体燃料的替代物，操作车辆发动机。可选地，可使用液体燃料和/或气体燃料的组合，操作车辆发动机。使用气体燃料操作发动机可以以较低操作成本和车辆排放的形式为车主/驾驶员提供益处。例如，通过燃烧气体燃料起动发动机可降低发动机起动排放。此外，例如甲烷的气体燃料比例如汽油的液体燃料可具有成本优势。另一方面，在一些条件下，使用气体燃料喷射器操作发动机可降低发动机空气-燃料控制。例如，当甲烷被喷射至发动机进气歧管或汽缸进气口同时空气被抽吸至进气歧管时，气体燃料可能造成空气从进气歧管被替换。如果无法建立单独量的空气和气体燃料，则发动机可比所需要的更贫或更富地运转。因此，为了完全利用气体燃料的益处，可期望准确地确定进入发动机汽缸的空气和气体燃料的量。
技术实现思路
本文专利技术人已认识到上述不利，并且已开发出操作发动机的方法，包括：响应于发动机进气道内的温度传感器的输出，调整引入发动机的空气量；以及响应于气体燃料膨胀后气体燃料的温度，调整引入发动机的空气量，气体燃料的温度不基于温度传感器。通过响应于温度传感器和不基于空气温度传感器的气体燃料膨胀后的温度，调整引入汽缸的空气量，可以能够在基于单个温度传感器调整发动机空气量时改进发动机空气-燃料控制。例如，在许多气体燃料应用中，在集合管区域测量进气歧管温度以提供平均进气歧管温度。然而，通常在各个汽缸进气口处喷射气体燃料，以改善暂时性空气-燃料控制。结果，位于集合管区域的温度传感器可能无法提供汽缸入口（例如，汽缸入口端）处的空气燃料混合物的准确温度。通过结合来自上游空气温度传感器的空气温度的信息和进气道内气体燃料膨胀后的气体燃料温度的估计，可以提供更准确的空气燃料混合物温度估计。可以由气体物质的各个流确定空气燃料混合物温度：空气和气体燃料温度。以这种方式，可以能够提供更好估计的空气燃料混合物温度，以便可以更准确地确定进入汽缸的空气量。在另一个实施方式中，操作发动机的方法包括响应于引入发动机的空气温度以及喷射至发动机进气道的气体燃料的形成温度(resultanttemperature)，调整汽缸空气充气，其中形成温度是不基于空气温度的温度。在另一个实施方式中，响应于形成进气充气温度，调整汽缸空气充气，该形成进气充气温度基于引入发动机的空气温度和气体燃料的形成温度。在另一个实施方式中，本方法还包括响应于形成进气充气温度，调整火花正时。在另一个实施方式中，本方法还包括响应于汽缸空气充气，调整喷射至发动机的气体燃料量。在另一个实施方式中，通过节气门，调整汽缸空气充气。在另一个实施方式中，操作发动机的方法包括：在第一条件期间，将第一比率的气体燃料与空气供应至汽缸；在第二条件期间，将第二比率的气体燃料与空气供应至汽缸；响应于第一比率，在第一条件期间调整汽缸空气充气；以及响应于第二比率，在第二条件期间调整汽缸空气充气。在另一个实施方式中，在第一条件期间气体燃料与空气的第一比率大于在第二条件期间气体燃料与空气的第二比率，并且其中在第一条件期间汽缸空气充气被调整的百分比大于在第二条件期间汽缸空气充气被调整的百分比。在另一个实施方式中，响应于不基于空气温度的形成气体燃料温度，调整在第一条件期间的汽缸空气充气。在另一个实施方式中，也响应于被喷射的气体燃料量的形成温度和在第一条件期间进入发动机的空气温度，调整在第一条件期间的汽缸空气充气。在另一个实施方式中，在第一条件期间，气体燃料和空气的混合物的估计温度基于第一比率。在另一个实施方式中，在第一条件期间，通过节气门，调整汽缸空气充气。本描述可以提供若干优势。尤其是，本途径可改进发动机空气-燃料控制。此外，本途径在不增加系统成本的情况下，可提供改进的空气-燃料控制。当单独考虑或结合附图时，从以下具体实施方式，将更容易明白本专利技术的上述优势和其他优势以及特征。应理解，提供上述
技术实现思路
以便以简化的形式介绍所选概念，其将在具体实施方式中进一步说明。这并不意味着确立了所要求保护主题的关键或必要特征，主题的范围仅由所附权利要求限定。另外，要求保护的主题不限于考虑上述的或在本公开任何部分指出的任何缺点的执行方式。附图说明当单独或参考附图时，通过阅读实施方式的实例——本文中称为具体实施方式，将更全面理解本文描述的优势。图1是发动机的示意图；图2是操作气体燃料发动机的实例方法的流程图。具体实施方式本描述涉及使用气体燃料操作发动机。具体而言，本描述提供了通过改进进入发动机汽缸的空气和燃料的估计来改进发动机空气-燃料控制的方法。在一个非限制性实例中，发动机可位于图1所示的系统中。图2示出确定和调整汽缸空气充气、火花正时、以及喷射至发动机的气体燃料量的实例方法。在一个实例中，响应于供应至发动机的空气和燃料的比率，估计汽缸充气温度。现在参考图1，通过电发动机控制器12控制包含多个汽缸的内燃机10，图1示出其中一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36位于燃烧室30内并且连接至曲轴40。示出燃烧室30经各自的进气阀52和排气阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。可以通过进气凸轮51和排气凸轮53操作每个进气和排气阀。可以通过进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可以通过排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。示出直接液体燃料喷射器66被放置来将液体燃料直接喷射至汽缸30，这被本领域技术人员称为直接喷射。可选地，液体燃料可被喷射至进气口，这被本领域技术人员称为进气口喷射。直接液体燃料喷射器66与控制器12供应的脉冲宽度成比例地传送液体燃料。通过燃料系统（未示出）将液体燃料传送至直接液体燃料喷射器66，其中燃料系统包括燃料罐、燃料泵、以及燃料轨（未示出）。示出端口气体燃料喷射器81被放置来将气体燃料喷射至汽缸进气口35。在一些实例中，端口气体燃料喷射器81可被放置在汽缸盖的进气口内。在其他实例中，气体燃料喷射器81可将气体燃料喷射至进气歧管44的中心区域。端口气体燃料喷射器81可与供应液体燃料的液体燃料喷射器66同时地将气体燃料提供至发动机10。然而，在其他实例中，可仅通过端口气体燃料喷射器81供应气体燃料。端口气体燃料喷射器81通过燃料轨90和储罐91接收气体燃料。压力调节器86控制由储罐91传送至燃料轨90的压力。通过温度传感器60感测燃料轨90内的气体温度。通过压力传感器61感测燃料轨90内的气体压力。通过控制器12控制端口气体燃料喷射器81的打开和关闭，以便每个传送不同的气体燃料量，这些气体燃料量可被传送至燃烧室30。示出进气歧管44与任选的电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从进气道42到进气歧管44的气流。示出电子节气门62被放置在进气歧管44和进气道42之间。在一些实例中，进气歧管44和汽缸进气口35可以是进气系统的一部分。响应于控制器12，无分电器点火系统88通过火花塞92将点火火花提供至燃烧室30。示出宽域废气氧(UEGO)传感器126被连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可选地，双态废气氧传感器可以代替UFGO传感器126。在一个实例中，转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
操作发动机的方法，包括：响应于发动机进气道内的温度传感器的输出，调整引入发动机的空气量；以及响应于气体燃料膨胀后所述气体燃料的温度，调整引入所述发动机的空气量，所述气体燃料的温度不响应于所述温度传感器。

【技术特征摘要】
2012.06.13 US 13/495,9281.操作发动机的方法，包括：响应于发动机进气道内的温度传感器的输出，调整引入发动机的空气量；以及响应于气体燃料膨胀后所述气体燃料的温度，调整引入所述发动机的空气量，所述气体燃料的温度不响应于所述温度传感器，基于进气歧管压力确定所述气体燃料的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体燃料为甲烷，并且其中所述发动机进气道包括汽缸进气口。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体燃料为甲烷，并且其中所述发动机进气道是位于节气门下游的进气歧管。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述响应于气体燃料膨胀后所述气体燃料的温度，调整引入所述发动机的空气量包括响应于使引入发动机的空气密度增加的冷却效应,调整引入所述发动机的空气量。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：