用于发动机控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于发动机控制的方法和系统，其中提供了用于调整被配置为以多种燃料运转的发动机系统中的变速器换档进度的方法和系统。在低发动机转速与高发动机负荷情况期间，当空气充气温度升高时，发动机运转从使用汽油转换为使用CNG。使用CNG的扭矩优势被用来提前变速器升档进度以及延迟降档进度，以改善仅以CNG运转时的车辆的响应度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及利用压缩天然气来调整双燃料车辆中的发动机运转。
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，替代性燃料已经被开发。例如，天然气已经被认为是引人注目的代替性燃料。对于汽车应用而言，天然气可以被压缩并且作为气体在高压下被存储在汽缸中。利用适于CNG（压缩天然气）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CNG燃料。例如，单一燃料的发动机系统可以被配置为仅以CNG运转，而多燃料系统可以被配置为以CNG和一种或更多种其它燃料（诸如汽油或汽油混合液体燃料）运转。基于发动机工况，发动机控制系统可以使这样的多燃料系统以各种运转模式运转。Surnilla等人在US7703435中描述了一种示例性多燃料系统。其中，发动机被配置为以CNG、汽油或两者的混合物运转。基于每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特性而在特定工况期间选择用于使发动机运转的燃料。例如，通过在高驾驶员需求期间选择特定燃料，可以延长车辆里程。作为另一示例，通过针对发动机起动情况储备特定燃料，可以改善发动机排放。
技术实现思路
然而，本专利技术人在此已经认识到‘435的方法不能利用可用燃料的所有特性。例如，该方法未考虑在特定的转速-负荷情况下某些燃料与燃料组合的扭矩优势。例如，虽然在大多数发动机转速-负荷情况下CNG燃料产生比汽油更小的扭矩，但在选择的转速-负荷情况下，诸如在低发动机转速与高负荷情况下，当发动机变热（例如，发动机冷却剂温度和发动机空气充气温度较高）时，CNG的峰值扭矩输出会高于汽油。同样，会存在共同供给CNG和汽油燃料提供优于仅供给任一燃料的扭矩优势的选择的情况。在选择的发动机工况期间，CNG提供扭矩优势的区域也可以是汽油运转为爆震受限的区域。本专利技术人在此已经认识到，在CNG提供扭矩优势的选择的情况期间，可以调整发动机的变速器换档进度，从而提高车辆性能。例如，可以通过这样的方法提高车辆性能，该方法包括响应于使发动机从以第一液体燃料运转转换到仅以第二气体燃料运转而选择性地调整变速器换档进度。通过在气体燃料的喷射产生比液体燃料的喷射更高的峰值扭矩时的情况下选择性地调整变速器换档进度，提高以气体燃料诸如CNG运行的车辆的响应性和燃料经济性。作为一个示例，发动机可以被配置为以第一气体燃料（诸如CNG）和第二液体燃料（诸如汽油）运转。例如，发动机可以经由进气道喷射接收CNG，而经由直接喷射接收汽油。基于发动机工况，可以对发动机汽缸喷射可变比率的第一燃料和第二燃料，同时将汽缸燃烧维持在化学计量比。这可以包括在一些情况下仅以汽油喷射运转发动机、在其他情况下仅以CNG喷射运转发动机、以及在另外的情况下以两种燃料的共同供给运转发动机。在高负荷与低发动机转速情况（例如，在1000-1500rpm范围内）期间，当冷却剂与空气充气温度升高时，在以任意量的汽油运转的情况下，发动机可以变为爆震受限。爆震受限的燃料要求火花延迟，这反过来减小了扭矩并增加了制动器比燃料消耗。在一个示例中，仅CNG喷射的峰值扭矩输出可以是在相同情况下仅汽油喷射的峰值扭矩输出的120%。换句话说，在这样的情况下，转换为仅以CNG的发动机运转可以提供扭矩优势。该更高的扭矩输出还使变速器换档进度能够朝向更早的升档和更迟的降档调整。通过提前升档进度以及延迟降档进度，提高了以CNG运转时的车辆响应度，使发动机感觉到以CNG运转时的“扭矩（torque-ier）”。此外，通过减少对富运行或以火花延迟运转的需要，CNG运转期间的降档有助于提高燃料经济性。具体地，CNG的辛烷减小了具有热进气和热冷却剂温度的高负荷运转所需的火花延迟。因此，发动机在更低的发动机转速下产生比汽油更多的扭矩。这在低发动机转速与更低的燃料消耗下提供了高扭矩的客户驾驶性能增强。因此，降低了对火花延迟（为解决爆震）的需要，减小了与火花延迟有关的扭矩损失和功率损失。因此，这改善了燃料经济性。在不具有与汽油运转关联的升档的情况下，通过降低发动机转速以及降低泵送损失来改善制动器比燃料消耗（BSFC）。以此方式，转换为CNG运转可以在多燃料系统中被有利地使用，以便在选择的发动机工况下利用燃料的高扭矩输出。CNG使用在那些情况下的扭矩优势还可以被用来实现更早的变速器升档和更迟的变速器降档。通过响应于从汽油使用转换为仅CNG使用而调整变速器换档进度，CNG使用期间的车辆响应度能够被提高，并且类似于在汽油使用期间的车辆响应度。总的来说，改善了发动机性能和操作者驾驶感觉。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍选择的概念，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必要特征，要求保护的主题的范围被所附权利要求唯一地限定。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性描述。图2示出了用于响应于燃料喷射改变而调整多燃料发动机系统中的变速器换档进度的示例性流程图。图3示出了描述在低发动机转速下通过CNG使用提供的超过汽油使用的扭矩优势的示例性图示。图4示出了在不同的发动机转速-负荷区域处将以CNG和/或汽油供给发动机燃料的扭矩输出进行比较的示例性图示。图5示出了描述通过CNG的使用而实现的提前的变速器升档的示例性图示。图6示出了根据本公开的示例性变速器换档调整。具体实施方式提供了用于调整多燃料发动机系统（诸如图1的系统）中的变速器换档进度的方法和系统。控制器可以被配置为在选择的工况期间转换为仅CNG运转，以提供超过仅汽油运转的扭矩优势（图3-4）。在那些情况期间，控制器还可以调整变速器换档进度，以利用基于CNG使用的增加的峰值扭矩输出。例如，控制器可以执行控制程序（诸如图2的程序），以便在CNG使用提供了扭矩优势的情况下运转时提前升档进度以及延迟变速器的降档进度（图5）。在本文中参照图6描述了示例性调整。以此方式，可以改善以CNG运转的车辆的扭矩响应。图1描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例性实施例。发动机10可以至少部分地被包括控制器12的控制系统控制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，其包括：响应于使发动机运转从以第一液体燃料的运转转换为仅以第二气体燃料的运转而选择性地调整变速器换档进度。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/841,6111.一种用于发动机的方法，其包括：
响应于使发动机运转从以第一液体燃料的运转转换为仅以第二气体燃料的
运转而选择性地调整变速器换档进度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一液体燃料是汽油或汽油-乙醇
燃料混合物，并且其中所述第二气体燃料是压缩天然气即CNG，并且其中所述
选择性地调整包括基于燃料喷射从第一燃料的喷射到第二燃料的喷射的改变而
改变所述变速器换档进度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述选择性地调整包括：在通过喷射
所述第二燃料产生的峰值扭矩高于通过喷射所述第一燃料产生的峰值扭矩时的
选择的情况期间，调整所述变速器换档进度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述选择的情况包括发动机转速低于
阈值速度、发动机负荷高于阈值负荷以及空气充气温度高于阈值温度。
5.根据权利要求3所述的方法，其还包括：在其他情况期间，以所述第一
燃料和所述第二燃料中的每一种运转所述发动机，并且维持所述变速器换档进
度。
6.根据权利要求3所述的方法，其还包括：在通过喷射所述第二燃料产生
的峰值扭矩低于通过喷射所述第一燃料产生的峰值扭矩时的情况期间，不是仅
以所述第二燃料运转所述发动机，并且维持所述变速器换档进度。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述调整包括：从基于汽油使用的第
一变速器换档进度转换为基于CNG使用的第二不同的变速器换档进度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中调整变速器换档进度包括调整变速器
升档进度和变速器降档进度中的每一个。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述调整包括当仅以所述第二气体燃
料运转时提前所述升档进度以及延迟所述降档进度，相对于变速器换档进度的

\t所述提前以及延迟基于仅以所述第一液体燃料的发动机运转。
10.根据权利要求8所述的方法，其中提前所述升档进度的程度和延迟所述
降档进度的程度基于环境空气密度，并且其中当仅以所述第二燃料运转所述发
动机时，随着所述空气密度增加而进一步提前所述升档进度，并且随着所述空
气密度增加而进一步延迟所述降档进度。
11.一种用于发动机的方法，其包括：
在第一情况期间，当仅以液体燃料运转所述发动机以提供较高的峰值扭矩
时，在第一速度升档变速器，而在第二速度降档所述变速器；以及
在第二情况期间，当仅以气体燃料运转所述发动机以...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·巴迪罗，D·萨伯瓦尔，S·吉多，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