用于控制多種燃料發(fā)動機以降低發(fā)動機泵送損失的系統(tǒng)以及方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及內燃發(fā)動機，更確切地涉及多種燃料控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002] 此處的背景說明是為了大體展現(xiàn)本公開的背景的目的。當前指定發(fā)明人的工作， 在此【背景技術】部分以及說明書方面所描述程度的內容，不以其它方式作為提交時的現(xiàn)有技 術，且既不明示地也不暗示地認為是披露本發(fā)明的現(xiàn)有技術。
[0003] 內燃發(fā)動機在氣缸內燃燒空氣與燃料的混合物來驅動活塞，這產生驅動扭矩。進 入發(fā)動機中的空氣流通過節(jié)氣門來調節(jié)。更具體地，節(jié)氣門調節(jié)節(jié)流面積(其增加或減少進 入發(fā)動機中的空氣流。隨著節(jié)流面積增加，進入發(fā)動機中的空氣流增加。燃料控制系統(tǒng)調 節(jié)燃料噴射的速度來向氣缸提供期望的空氣/燃料混合物和/或來實現(xiàn)期望的扭矩輸出。 增加提供給氣缸的空氣和燃料的量增加發(fā)動機的扭矩輸出。
[0004] 在火花點火發(fā)動機中，火花啟動提供給氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮 點火發(fā)動機中，氣缸中的壓縮使提供給氣缸的空氣/燃料混合物燃燒。點火定時和空氣流 可以是用于調節(jié)火花點火發(fā)動機的扭矩輸出的主要機制，而燃料流可以是用于調節(jié)壓縮點 火發(fā)動機的扭矩輸出的主要機制。
【發(fā)明內容】
[0005] 燃料控制模塊，其基于發(fā)動機扭矩請求，使用第一燃料系統(tǒng)給發(fā)動機的N個氣缸 供以燃料，其中N是大于零的整數。節(jié)氣門控制模塊，其基于所述發(fā)動機扭矩請求和使用所 述第一燃料系統(tǒng)給所述N個氣缸的燃料供應，打開節(jié)流閥至預定的節(jié)氣門全開(W0T)位置。 成本模塊，其在所述發(fā)動機扭矩請求大于預定扭矩時：確定第一成本值，用于使用第二燃料 系統(tǒng)給所述發(fā)動機的所述N個氣缸中的至少一個供以燃料；以及確定第二成本值，用于調 節(jié)除了給所述發(fā)動機的燃料供應的至少一個運行參數。調節(jié)模塊，其基于所述第一成本值 和第二成本值，執(zhí)行下列之一：使用所述第二燃料系統(tǒng)開始給所述N個氣缸中的所述至少 一個的燃料供應；以及調節(jié)除了給所述發(fā)動機的燃料供應的所述至少一個運行參數。
[0006] 在進一步的特征中，當所述第一成本值小于所述第二成本值時，所述調節(jié)模塊調 節(jié)使用所述第二燃料系統(tǒng)給所述N個氣缸中的所述至少一個的燃料供應。
[0007] 在還有的進一步的特征中，當所述第二成本值小于所述第一成本值時，所述調節(jié) 模塊命令調節(jié)除了給所述發(fā)動機的燃料供應的所述至少一個運行參數。
[0008]在再進一步的特征中：所述成本模塊確定所述第二成本值，用于使變速器從當前 變速器齒輪比轉換低速檔；以及所述調節(jié)模炔基于所述第一成本值與第二成本值的比較， 選擇性地命令所述變速器的換低速檔。
[0009] 在進一步的特征中，所述成本模塊：基于當前運行參數以及基于使用所述第二燃 料系統(tǒng)給所述發(fā)動機的所述N個氣缸中的至少一個的燃料供應，確定第一組可能的運行參 數；基于所述第一組可能的運行參數確定所述第一成本值；基于所述當前運行參數以及基 于除了給所述發(fā)動機的燃料供應的所述至少一個運行參數的調節(jié)，確定第二組可能的運行 參數；以及基于所述第二組可能的運行參數確定第二成本值。
[0010] 在還有的進一步的特征中，扭矩限制模炔基于所述當前運行參數確定所述預定扭 矩。
[0011] 在再進一步的特征中：所述第一燃料系統(tǒng)噴射第一類型的燃料；以及所述第二燃 料系統(tǒng)噴射第二類型的燃料，所述第二類型的燃料不同于所述第一類型的燃料。
[0012] 在進一步的特征中：所述第一類型的燃料是壓縮天然氣（CNG);以及所述第二類型 的燃料是汽油。
[0013] 在再進一步的特征中：所述第一燃料系統(tǒng)在與所述氣缸相聯(lián)的第一位置處分別噴 射第一燃料；所述第二燃料系統(tǒng)在與所述氣缸相聯(lián)的第二位置分別噴射第二燃料；以及其 中所述第一位置與所述第二位置不同。
[0014] 在還有的進一步的特征中：所述第一燃料系統(tǒng)分別噴射第一燃料至與所述氣缸相 聯(lián)的進氣端口中；以及所述第二燃料系統(tǒng)分別直接噴射第二燃料至所述氣缸中。
[0015] -種用于車輛的控制方法，其包括：基于發(fā)動機扭矩請求，使用第一燃料系統(tǒng)給發(fā) 動機的N個氣缸供以燃料，其中N是大于零的整數；基于所述發(fā)動機扭矩請求和使用所述第 一燃料系統(tǒng)給所述N個氣缸的燃料供應，打開節(jié)流閥至預定的節(jié)氣門全開(W0T)位置；當所 述發(fā)動機扭矩請求大于預定扭矩時：確定第一成本值，用于使用第二燃料系統(tǒng)給所述發(fā)動 機的所述N個氣缸中的至少一個供以燃料；以及確定第二成本值，用于調節(jié)除了給所述發(fā) 動機的燃料供應的至少一個運行參數。所述控制方法進一步包括，基于所述第一成本值和 第二成本值，執(zhí)行下列之一：使用所述第二燃料系統(tǒng)開始給所述N個氣缸中的所述至少一 個的燃料供應；以及調節(jié)除了給所述發(fā)動機的燃料供應的所述至少一個運行參數。
[0016] 在進一步的特征中，所述控制方法還包括當所述第一成本值小于所述第二成本值 時，使用所述第二燃料系統(tǒng)調節(jié)給所述N個氣缸中的所述至少一個的燃料供應。
[0017] 在再進一步的特征中，所述控制方法還包括當所述第二成本值小于所述第一成本 值時，命令調節(jié)除了給所述發(fā)動機的燃料供應的所述至少一個運行參數。
[0018] 在還有的進一步的特征中，所述控制方法還包括：確定所述第二成本值，用于使變 速器從當前變速器齒輪比轉換低速檔；以及基于對所述第一成本值和第二成本值的比較， 選擇性地命令所述變速器的換低速檔。
[0019] 在進一步的特征中，所述控制方法還包括：基于當前運行參數以及基于使用所述 第二燃料系統(tǒng)給所述發(fā)動機的所述N個氣缸中的至少一個的燃料供應，確定第一組可能的 運行參數；基于所述第一組可能的運行參數確定所述第一成本值；基于所述當前運行參數 以及基于除了給所述發(fā)動機的燃料供應的所述至少一個運行參數的調節(jié)，確定第二組可能 的運行參數；以及基于所述第二組可能的運行參數確定所述第二成本值。
[0020] 在進一步的特征中，所述控制方法還包括基于所述當前運行參數確定所述預定扭 矩。
[0021] 在進一步的特征中：所述第一燃料系統(tǒng)噴射第一類型的燃料；以及所述第二燃料 系統(tǒng)噴射第二類型的燃料，所述第二類型的燃料不同于所述第一類型的燃料。
[0022] 在還有的進一步的特征中：所述第一類型的燃料是壓縮天然氣（CNG);以及所述第 二類型的燃料是汽油。
[0023] 在再進一步的特征中：所述第一燃料系統(tǒng)在與所述氣缸相聯(lián)的第一位置處分別噴 射第一燃料；所述第二燃料系統(tǒng)在與所述氣缸相聯(lián)的第二位置處分別噴射第二燃料；以及 所述第一位置與所述第二位置不同。
[0024] 在再進一步的特征中：所述第一燃料系統(tǒng)分別噴射第一燃料至與所述氣缸相聯(lián)的 進氣端口中；以及所述第二燃料系統(tǒng)分別直接噴射第二燃料至所述氣缸中。
[0025] 從詳細的說明書、權利要求書和附圖將本公開的可適用性的進一步的范圍將變得 顯而易見的。詳細的說明書和特定示例僅僅為了說明的目的，且不旨在限制本發(fā)明的保護 范圍。
【附圖說明】
[0026] 本公開從詳細的說明和附圖將被理解得更加全面，其中： 圖1是示例發(fā)動機系統(tǒng)的功能框圖； 圖2是示例控制系統(tǒng)的功能框圖； 圖3是示例雙燃料控制模塊的功能框圖；以及 圖4是說明控制燃料供應的示例方法的流程圖。
[0027] 在附圖中，附圖標記可以被重復使用以標示相似和/或相同的元件。
【具體實施方式】
[0028] 發(fā)動機在氣缸內燃燒空氣和燃料來產生扭矩。某些發(fā)動機能使用兩種燃料系統(tǒng)來 供應燃料，且能夠由此被稱為雙燃料發(fā)動機。不同的燃料系統(tǒng)能被使用來噴射不同類型的 燃料。額外地或可替代地，不同的燃料系統(tǒng)能被使用來在不同位置處噴射燃料。例如，一個 燃料系統(tǒng)可以噴射汽油，以及另一個燃料系統(tǒng)可以噴射壓縮天然氣（CNG)。舉另一個示例， 一個燃料系統(tǒng)可以直接噴射燃料至發(fā)動機的氣缸中，以及另一個燃料系統(tǒng)可以噴射燃料至 與氣缸相聯(lián)的進氣端口中。
[0029] 不同類型的燃料和不同的燃料噴射位置需要不同的氣流條件。例如，實現(xiàn)空氣與 CNG的化學計量比混合物比實現(xiàn)空氣與汽油的化學計量比混合物所需要的空氣流需要更多 的空氣流進入發(fā)動機中。發(fā)動機控制模塊（ECM)可以打開節(jié)流閥（throttle valve)來增加 進入發(fā)動機的空氣流。
[0030] 根據本公開，對于比另一種類型的燃料供應需要更多空氣流的燃料供應，ECM打開 節(jié)流閥。打開節(jié)流閥減少了發(fā)動機的栗送損失。例如，ECM可以打開節(jié)流閥至預定的節(jié)氣 門（throttle)全開（W0T)位置來使發(fā)動機的栗送損失最小。發(fā)動機還能通過改變一個或更 多個氣缸的燃料供應而不必調節(jié)節(jié)流閥來產生更多扭矩。
[0031] 當發(fā)動機扭矩的請求量大于預定扭矩時，ECM確定改變燃料供應的第一成本和改 變一個或更多個其它運行參數的第二成本，例如使變速器換低速檔至不同的齒輪比。當第 一成本小于第二成本時，ECM可以改變發(fā)動機的一個或更多個氣缸的燃料供應。例如，ECM 可以從向氣缸供應CNG切換到向氣缸供應汽油，或者從對氣缸使用端口燃料噴射切換到使 用直接的燃料噴射。當第二成本小于第一成本時，ECM可以命令變速器的換低速檔。
[0032] 參考圖1，發(fā)動機系統(tǒng)100包括發(fā)動機102,該發(fā)動機102燃燒空氣/燃料混合物 來對車輛產生驅動扭矩。發(fā)動機102基于來自駕駛