CN106368836B - 用于操作双燃料喷射系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于操作双燃料喷射系统的方法。示出一种操作具有双燃料喷射能力的发动机的方法,以解决由于滞留的热燃料造成的燃料轨超压。该方法包括:仅使用进气道喷射操作发动机汽缸;以及响应燃料轨的轨压增加选择性地激活和停用第二喷射器,燃料轨联接到第二喷射器;以及响应燃料轨的轨压下降到基于发动机工况确定的较低阈值停用第二喷射器。这样,第二喷射器的退化可减少同时维持发动机性能的期望水平。
Description
技术领域
本发明涉及用于操作双燃料喷射系统的方法。
背景技术
发动机可配置有用于递送期望的燃料量到发动机进行燃烧的各种燃料系统。一类燃料系统包括用于每个发动机汽缸的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器。可操作进气道燃料喷射器以改善燃料汽化并减少发动机排放,以及减少低负荷情况下的泵送损失和燃料消耗。可在较高负荷条件期间操作直接燃料喷射器,以改善发动机性能和燃料消耗。另外,在一些条件下可一起操作进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器两者,以促进两种类型燃料递送的优点。
由此,可存在其中配置有双燃料喷射能力的发动机在喷射系统中的一个不工作的情况下操作达较长时间的工况。例如,可存在仅使用进气道喷射操作发动机而直接喷射器保持不工作的情况。直接喷射器可在高压燃料泵下游联接到高压燃料轨。在未操作直接喷射器的较长时间期间,单向止回阀的存在可导致高压燃料被捕获在高压燃料轨中。如果滞留的燃料暴露于较高温度下(诸如,较高的环境温度),则燃料可开始在燃料轨中膨胀并且蒸发,从而由于燃料轨的闭合且刚性的性质而导致燃料压力增加。这种升高的燃料温度和压力可进而影响直接燃料喷射器和相关燃料硬件二者的耐久性,特别是当直接燃料喷射系统再次启用时。
试图解决由于升高的燃料轨压力造成的直接燃料喷射器退化的一个示例包括,响应燃料轨温度增加启用另选的喷射器。例如,在由Rumpsa等人在 U.S.2014/0290597中所示的方法中,当使用来自进气道燃料喷射器而不是来自直接喷射器的燃料操作发动机汽缸时,响应直接喷射燃料轨的温度增加超过阈值而激活直接喷射器。激活通过直接喷射器的流动达预定的时间量,在一些示例中,预定的时间量基于预定的喷射质量。
然而,本文的发明人已经认识到使用此方法的潜在问题。作为示例,激活直接喷射器达预定时间量可导致加燃料误差。具体地,燃料轨压力可降到最小的期望直接喷射压力以下,从而导致不可预测的燃料喷射质量。燃料计量误差可导致扭矩误差以及不期望的排气烟粒排放。另外,响应压力降到最小的期望直接喷射压力以下而增加燃料轨压力可导致NVH增加和能量效率降低,这两者对于车辆操作者而言都是不期望的。更进一步地,喷射预定的燃料量(例如,喷射达预定的时间量或者直接喷射预定的燃料质量)可包括以较大的直接喷射与进气道燃料喷射的比例进行喷射,从而导致发动机性能退化。
发明内容
在一个示例中,以上公开的问题可通过一种方法得以解决,该方法包括:在使用仅来自第一喷射器的燃料操作发动机汽缸时,响应在联接到第二喷射器的燃料轨处的燃料压力增加,瞬时激活第二喷射器以喷射燃料到汽缸中,并且响应燃料轨处的燃料压力降低到较低阈值(lower threshold)以下停用第二喷射器,较低阈值基于一个或多个发动机工况进行调整。
作为一个示例,在发动机仅使用进气道喷射进行操作时的条件期间,直接喷射器可间歇地激活和停用,以将燃料压力维持在期望范围内。具体地,在维持高压燃料泵禁用时,当高压直接喷射燃料轨中的燃料压力达到较高阈值(upper threshold)时,可选择性激活发动机直接喷射器。燃料可从直接喷射器喷射直到燃料轨压力达到较低阈值。进一步地,较低阈值可基于工况进行调整,同时维持较低阈值高于高压燃料泵需要重新启用的水平。例如,当发动机工况指示进气道燃料喷射对于发动机性能是优选的时,诸如在冷的环境条件下,或者当排气烟粒负荷已经提高时,较低阈值可增加。当较低阈值增加时,可从直接喷射器向汽缸递送相对较少的燃料,同时可经由进气道喷射器向汽缸递送相对较多的燃料。另选地,当发动机工况指示期望至少一些直接喷射时,诸如当发动机的预点火倾向较高时,或者当所喷射燃料的醇含量较高时,较低阈值可减小。当较低阈值减小时,可从直接喷射器向汽缸递送相对较多的燃料,同时可经由进气道喷射器向汽缸递送相对较少的燃料。这样,直接喷射器退化可减少,同时仍维持通过经由进气道喷射器向发动机递送燃料所达到的期望的发动机性能水平。
当单独使用或结合附图时,本说明的以上优点和其他优点以及特征将从以下具体实施方式中显而易见。
应该理解,提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念,所选概念将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地描绘内燃机的汽缸的示例实施例。
图2示意性地描绘联接到具有双燃料喷射能力的发动机的燃料系统的示例实施例。
图3描绘用于操作根据本公开的包括进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统的内燃机的示例高水平流程图。
图4描绘用于调整燃料轨压力的较低阈值的示例流程图,其中直接喷射器在较低阈值处选择性地停用。
图5示出在发动机使用进气道喷射加燃料时,根据本公开的直接燃料喷射器的示例激活和停用的图形表示。
具体实施方式
本说明书涉及用于操作配置有双燃料喷射能力的发动机系统内的直接燃料喷射器的系统和方法。在一个非限制性示例中,发动机可如图1所示进行配置。进一步地,图2描绘了相关联的燃料系统的附加部件。发动机控制器可经配置执行控制程序,诸如图3的示例程序,以在发动机仅经由进气道喷射加燃料时的情况下选择性地激活和停用直接燃料喷射器,从而将直接喷射燃料轨压力维持在期望范围内。进一步地,可基于发动机工况例如实时调整直接喷射器被停用所处的较低阈值(图4)。在其中,初始较低阈值基于发动机转速负荷条件确定,并且基于预点火历史记录、发动机爆震历史记录、微粒过滤器烟粒负荷、排气温度和排气再循环限制中的一个或多个进行调整。图5描绘了用于根据以上方法和系统操作直接燃料喷射器的示例时间线。
现在转向图1,其示出多缸发动机10中的一个汽缸的示意图,多缸发动机10可包括在汽车的推进系统中。发动机10可至少部分地通过包括控制器 12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入进行控制。在该示例中,输入装置130包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(在本文也称为“汽缸”)30 可包括燃烧室壁32,其中活塞36定位在燃烧室壁32中。在一些实施例中,活塞36在汽缸30内部的表面可具有凹处。活塞36可联接到曲轴40,使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地,起动电动机可经由飞轮联接到曲轴40,以启用发动机10的起动操作。
燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气,并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中,燃烧室 30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
进气门52可由控制器12经由进气凸轮51控制。类似地,排气门54可由控制器12经由排气凸轮53控制。另选地,可变气门致动器可以为电动的、电动液压的或任何其他可以想到的机构,以启用气门致动。在一些条件期间,控制器12可改变向进气凸轮51和排气凸轮53提供的信号,以控制相应进气门和排气门的打开和闭合。进气门52和排气门54的位置可分别由气门位置传感器55和57确定。在另选的实施例中,进气门和排气门中的一个或多个可通过一个或多个凸轮致动,并且可利用凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。例如,汽缸30可另选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。
在一些示例中,发动机10的每个汽缸可配置有一个或多个燃料喷射器,用于向其中提供燃料。作为非限制性示例,所示汽缸30包括两个燃料喷射器 166和170。所示燃料喷射器166直接联接到汽缸30,用于与经由电子驱动器 168接收自控制器12的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地在汽缸30中直接喷射燃料。以这种方式,燃料喷射器166向燃烧汽缸30提供所谓的燃料的直接喷射(在下文中被称为“DI”)。因此,燃料喷射器166为与汽缸30连通的直接燃料喷射器。虽然图1示出喷射器166作为侧喷射器,但其也可位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞92的位置。由于一些醇基燃料的挥发性较低,所以当使用醇基燃料操作发动机时此位置可改善混合和燃烧。另选地,喷射器可位于顶部并且靠近进气门以改善混合。燃料可从包括燃料箱、燃料泵、燃料轨和驱动器168的高压燃料系统172递送到燃料喷射器166。另选地,燃料可通过单级燃料泵以较低压力进行递送,在这种情况下,相比于如果使用高压燃料系统,直接燃料喷射的正时在压缩冲程期间可更加受限。进一步地,虽然未示出,但燃料箱可具有提供信号至控制器12的压力传感器。
所示燃料喷射器170布置在进气通道42中(例如,在进气歧管44内) 而不是布置在汽缸30中,该喷射器处于向汽缸30上游的进气道提供所谓的燃料进气道喷射(在下文被称为“PFI”)的配置中。因此,燃料喷射器170 为与汽缸30连通的进气道燃料喷射器。燃料喷射器170可与经由电子驱动器171接收自控制器12的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可通过燃料系统172递送到燃料喷射器170。
燃料可在汽缸的单个循环期间通过两个喷射器递送到汽缸。例如,每个喷射器可递送在汽缸30中燃烧的总燃料喷射的一部分。进一步地,从每个喷射器递送的燃料的分配和/或相对量可随着工况诸如以下在本文描述的工况而改变。总喷射燃料在喷射器166和170之间的相对分配可被称为第一喷射比。例如,经由(进气道)喷射器170喷射较大的燃料量用于燃烧事件可以为进气道喷射与直接喷射的较高第一比率的示例,而经由(直接)喷射器166喷射较大的燃料量用于燃烧事件可以为进气道喷射与直接喷射的较低第一比率的示例。注意,这些仅为不同喷射比的示例,并且可使用各种其他的喷射比。另外,应当认识到,在打开进气门事件,闭合进气门事件期间(例如,基本上在进气冲程之前,诸如在排气冲程期间),以及在打开进气门操作和闭合进气门操作两者期间,可递送进气道喷射的燃料。类似地,例如,在进气冲程期间,以及部分地在前一排气冲程期间,在进气冲程期间,并且部分地在压缩冲程期间,可递送直接喷射的燃料。进一步地,直接喷射的燃料可作为单次喷射或多次喷射进行递送。这些可包括,在压缩冲程期间的多次喷射,在进气冲程期间的多次喷射,或者在压缩冲程期间的一些直接喷射和进气冲程期间的一些直接喷射的组合。当执行多次直接喷射时,进气冲程(直接)喷射与压缩冲程(直接)喷射之间的总的直接喷射的燃料的相对分配可被称为第二喷射比。例如,在进气冲程期间,喷射较大量的直接喷射燃料用于燃烧事件可以为进气冲程直接喷射的较高第二比率的示例,而在压缩冲程期间,喷射较大的燃料量用于燃烧事件可以为进气冲程直接喷射的较低第二比率的示例。注意,这些仅为不同喷射比的示例,并且可使用各种其他喷射比。
由此,即使对于单次燃烧事件,也可以不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射所喷射的燃料。此外,对于单次燃烧事件,每个循环可执行所递送燃料的多次喷射。多次喷射可在压缩冲程、进气冲程或它们的任何合适组合期间执行。
如上所述,图1仅示出多缸发动机的一个汽缸。由此,每个汽缸可类似地包括它自己的一组进气/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。
燃料喷射器166和170可具有不同的特性。这些不同特性包括尺寸的差异,例如,一个喷射器可具有比其他喷射器大的喷射孔。其他差异包括但不限于,不同的喷洒角度、不同的操作温度、不同的定向目标、不同的喷射正时、不同的喷洒特性、不同的位置等。此外,根据喷射器170与喷射器166 之间的所喷射燃料的分配比,可以取得不同的效果。
燃料系统172可包括一个燃料箱或多个燃料箱。在燃料系统172包括多个燃料箱的实施例中,燃料箱可容纳具有相同燃料质量的燃料,或者可容纳具有不同燃料质量诸如不同燃料成分的燃料。这些差异可包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。在一个示例中,具有不同醇含量的燃料可包括汽油、乙醇、甲醇或醇的共混物,诸如E85(其为大约85%的乙醇和15%的汽油)或M85(其为大约85%的甲醇和 15%的汽油)。其他含醇的燃料可以为醇和水、醇的混合物、水和汽油的混合物等。在一些示例中,燃料系统172可包括容纳液体燃料(诸如汽油)的燃料箱,并且还包括容纳气体燃料(诸如CNG)的燃料箱。燃料喷射器166和 170可经配置喷射来自相同燃料箱、来自不同燃料箱、来自多个相同燃料箱、或者来自一组重叠燃料箱的燃料。燃料系统172可包括较低压力燃料泵175 (诸如提升泵)和较高压力燃料泵173。如参考图2的燃料系统所详述,较低压力燃料泵175可提升来自燃料箱的燃料,燃料随后由较高压力燃料泵173 进一步加压。另外,较低压力燃料泵175可向进气道喷射燃料轨提供燃料,而较高压力燃料泵173可向直接喷射燃料轨递送燃料。
在选择的操作模式下,响应来自控制器12的火花提前信号SA,点火系统88能够经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然示出了火花点火部件,但在一些实施例中,发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可在有或无点火火花的情况下以压缩点火模式进行操作。
进气通道42可包括分别具有节流板64和节流板65的节气门62和节气门63。在该特定示例中,节流板64和65的位置可通过控制器12经由提供给与节气门62和节气门63一起包括的电动马达或致动器的信号而改变,该配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。以这种方式,可操作节气门62和节气门63以改变提供给其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气空气。节流板64和节流板65的位置可通过节气门位置信号TP提供给控制器12。可在沿进气通道42和进气歧管44的各个点处测量压力、温度和质量空气流量。例如,进气通道42可包括质量空气流量传感器120,用于测量通过节气门63进入的清洁空气质量流量。清洁空气质量流量可经由MAF信号传送到控制器12。
发动机10可进一步包括压缩装置诸如涡轮增压器或机械增压器,其包括布置在进气歧管44上游的至少一个压缩机162。对于涡轮增压器,压缩机162 可至少部分地由沿排气通道48布置的涡轮164驱动(例如,经由轴)。对于机械增压器,压缩机162可至少部分地由发动机和/或电机驱动,并且可以不包括涡轮。因此,经由涡轮增压器或机械增压器向发动机的一个或多个汽缸提供的压缩量可通过控制器12改变。在压缩机162下游和进气门52的上游可包括增压空气冷却器154。例如,增压空气冷却器154可经配置冷却已经通过经由压缩机162的压缩而被加热的气体。在一个实施例中,增压空气冷却器154可在节气门62的上游。诸如使用传感器145或传感器147,可在压缩机162下游测量压力、温度和质量空气流量。测得的结果可分别经由信号148 和信号149从传感器145和传感器147传送到控制器12。诸如使用传感器153,压力和温度可在压缩机162的上游被测量,并且经由信号155被传送到控制器12。
进一步地,在所公开的实施例中,排气再循环(EGR)系统可将来自排气通道48的排气的期望部分引导至进气歧管44。图1示出高压EGR(HP-EGR) 系统和低压EGR(LP-EGR)系统,但另选的实施例可仅包括LP-EGR系统。 HP-EGR通过HP-EGR通道140从涡轮164的上游被引导至压缩机162的下游。提供给进气歧管44的HP-EGR的量可通过控制器12经由HP-EGR阀142 改变。LP-EGR通过LP-EGR通道150从涡轮164的下游被引导至压缩机162 的上游。提供给进气歧管44的LP-EGR的量可通过控制器12经由LP-EGR 阀152改变。例如,HP-EGR系统可包括HP-EGR冷却器146,并且LP-EGR 系统可包括LP-EGR冷却器158,以将热量从EGR气体排到发动机冷却液。因此,发动机10可包括HP-EGR系统和LP-EGR系统两者,以引导排气回到进气。
在一些条件下,EGR系统可用于调整燃烧室30内的空气和燃料混合物的温度。因此,可期望测量或估计EGR质量流量。EGR传感器可布置在EGR 通道内,并且可提供质量流量、压力、温度、O2浓度和排气浓度中的一个或多个的指示。例如,HP-EGR传感器144可布置在HP-EGR通道140内。
在一些实施例中,一个或多个传感器可定位在LP-EGR通道150内,以提供再循环通过LP-EGR通道的排气的压力、温度和空气-燃料比中的一个或多个的指示。通过LP-EGR通道150转向的排气可在位于LP-EGR通道150 和进气通道42的接合部处的混合点处使用新鲜进气空气进行稀释。具体地,通过与第一空气进气节气门63(在压缩机上游,定位在发动机进气的空气进气通道中)协作调整LP-EGR阀152,可调整EGR流的稀释。
LP-EGR的百分比稀释可由发动机进气气体流中的传感器145的输出进行推断。具体地,传感器145可定位在第一进气节气门63下游,LP-EGR阀152 下游,以及第二主进气节气门62上游,使得处于或接近主进气节气门的 LP-EGR稀释可被准确确定。传感器145可以为例如氧传感器,诸如UEGO 传感器。
所示排气传感器126在涡轮164下游联接到排气通道48。传感器126可以为用于提供排气空气/燃料比指示的任何合适的传感器,诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(热EGO)、 NOx、HC或CO传感器。
所示排放控制装置71和排放控制装置72沿排气通道48布置在排气传感器126下游。装置71和装置72可以为选择性催化还原(SCR)系统、三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。例如,装置71可以为TWC,而装置72可以为微粒过滤器(PF)。在一些实施例中, PF 72可位于TWC 71下游(如图1所示),而在其他实施例中,PF 72可定位在TWC 71上游(未在图1中示出)。PF 72可包括烟粒负荷传感器198,烟粒负荷传感器198可经由信号PM将颗粒物质负荷量传送到控制器12。
控制器12在图1中示为微型计算机,其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中示为只读存储器芯片(ROM)106 的用于可执行指令和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可接收来自联接到发动机10 的传感器的各种信号,除先前讨论的那些信号外,还包括:来自质量空气流量传感器120的引入质量空气流量(MAF)的测量值;来自联接到冷却套筒 114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器122的绝对歧管压力信号 (MAP)。发动机转速信号RPM可由控制器12从信号PIP中生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。注意的是,可使用以上传感器的各种组合,诸如MAF传感器而无MAP 传感器,或反之亦然。在化学计量操作期间,MAP传感器能够给出发动机扭矩的指示。进一步地,该传感器连同检测到的发动机转速能够提供引入汽缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中,也用作发动机转速传感器的传感器118在曲轴的每转可产生预定数量的等间隔脉冲。控制器12接收来自图1(和以下描述的图2的那些)的各种传感器的信号,并且基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令利用图1(和以下描述的图2的那些)的各种致动器调整发动机操作。
存储介质只读存储器106能够使用计算机可读数据进行编程,计算机可读数据表示可由处理器102执行的指令,用于执行以下描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。图3描绘了可由控制器执行的示例程序。
图2示意性地描绘了燃料系统(诸如图1的燃料系统172)的示例实施例 200。可操作燃料系统200以向发动机(诸如图1的发动机10)递送燃料。燃料系统200可由控制器操作,以执行参考图3的过程流程所描述的操作中的一些或全部。
燃料系统200包括用于存储在车辆上的燃料的燃料存储箱210、较低压力燃料泵(LPP)212(在本文也被称为燃料提升泵212)、以及较高压力燃料泵 (HPP)214(在本文也被称为燃料喷射泵214)。燃料可经由燃料填充通道204 提供给燃料箱210。在一个示例中,LPP212可以为至少部分设置在燃料箱210 内的电力驱动的较低压力燃料泵。LPP 212可由控制器222(例如,图1的控制器12)操作,以经由低压通道218向HPP 214提供燃料。LPP 212能够配置为可被称为燃料提升泵。作为一个示例,LPP 212可以为包括电动(例如, DC)泵马达的涡轮(例如,离心的)泵,由此通过改变提供给泵马达的电功率,可控制泵两端的压力增加和/或通过泵的体积流率,从而增大或减小马达转速。例如,当控制器减小提供给提升泵212的电功率时,提升泵两端的体积流率和/或压力增加就可减小。通过增加提供给提升泵212的电功率,泵两端的体积流率和/或压力增加可增大。作为一个示例,供应给较低压力泵马达的电功率能够从车辆(未示出)上的交流发电机或其他能量存储装置中获得,由此控制系统能够控制用于给较低压力泵提供动力的电力负荷。因此,通过改变提供给较低压力燃料泵的电压和/或电流,在较高压力燃料泵214的进口处提供的燃料的流率和压力被调整。
LPP 212可流体联接到过滤器217,过滤器217可去除燃料中包含的可潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。止回阀213可流体定位在过滤器217上游,所述止回阀213可有助于燃料递送并且维持燃料管路压力。在止回阀213在过滤器217上游的情况下,低压通道218的顺应性可提高,因为过滤器的体积在物理上是大的。此外,泄压阀219可用来限制低压通道218中的燃料压力(例如,来自提升泵212的输出)。例如,泄压阀219可包括球和弹簧机构,该球和弹簧机构处于指定压差处并且在指定压差下密封。在其中泄压阀219 可经配置打开的压力差设定点可假定为各种合适的值;作为非限制性示例,设定点可以为6.4bar或5bar(g)。孔口223可用来允许空气和/或燃料蒸汽自提升泵212流出。在233处流出还可用于给射流泵提供动力,射流泵用于在箱210内将燃料从一个位置转移到另一个位置。在一个示例中,孔口止回阀 (未示出)可与孔口223串联放置。在一些实施例中,燃料系统8可包括流体联接到低压燃料泵212的止回阀中的一个或多个(例如,一系列),以阻止燃料漏回阀的上游。在这个背景下,上游流是指从燃料轨250、260朝向LPP 212行进的燃料流,而下游流是指从LPP朝向HPP 214并且之后立即到燃料轨的标称燃料流方向。
由LPP 212提升的燃料可以较低的压力供应到通向HPP 214的进口203 的低压通道218中。然后,HPP 214可将燃料递送到第一燃料轨250,第一燃料轨250联接到第一组直接喷射器252(在本文也被称为第一喷射器组)的一个或多个燃料喷射器。因此,燃料轨250与直接喷射器连通。由LPP 212提升的燃料也可供应到第二燃料轨260,第二燃料轨260联接到第二组进气道喷射器262(在本文也被称为第二喷射器组)的一个或多个燃料喷射器。因此,燃料轨260与进气道喷射器连通。如以下所详述,可操作HPP 214以使递送到第一燃料轨和第二燃料轨中的每个的燃料的压力升高超过提升泵压力,其中第一燃料轨联接到以可变高压操作的直接喷射器组,而第二燃料轨联接到以固定高压操作的进气道喷射器组。由此,高压燃料泵214与燃料轨260和燃料轨250中的每个连通。因此,可启用高压进气道喷射和直接喷射。高压燃料泵联接到低压提升泵下游,其中无附加泵定位在高压燃料泵与低压提升泵之间。
虽然所示第一燃料轨250和第二燃料轨260中的每个将燃料分配到相应喷射器组252、262的四个燃料喷射器,但应当理解,每个燃料轨250、260 可将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例,第一燃料轨250 可将燃料分配到用于发动机的每个汽缸的第一喷射器组252的一个燃料喷射器,而第二燃料轨260可将燃料分配到用于发动机的每个汽缸的第二喷射器组262的一个燃料喷射器。控制器222能够经由进气道喷射驱动器237单独致动进气道喷射器262中的每个,并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每个。控制器222、驱动器237、驱动器238以及其他合适的发动机系统控制器能够包括控制系统。虽然所示驱动器237、驱动器238在控制器222外部,但应当理解,在其他示例中,控制器222能够包括驱动器237、驱动器238,或者能够经配置提供驱动器237、驱动器238的功能。控制器222 可包括未示出的附加部件,诸如包括在图1的控制器12中的那些部件。
HPP 214可以为发动机驱动的、正排量泵。作为一个非限制性示例,HPP 214可以为BOSCH HDP5高压泵,其利用电磁激活的控制阀(例如,燃料体积调整器、磁电磁阀等)236改变每个泵冲程的有效泵体积。HPP的出口止回阀通过外部控制器机械控制而不是电子控制。与马达驱动的LPP 212对照, HPP 214可通过发动机进行机械驱动。HPP 214包括泵活塞228、泵压缩室205 (在本文也被称为压缩室)和阶状空间(step-room)227。泵活塞228经由凸轮230接收来自发动机曲轴或凸轮轴的机械输入,从而根据凸轮驱动的单缸泵的原理操作HPP。传感器(未在图2中示出)可靠近凸轮230定位,以能够确定凸轮的角位置(例如,在0度至360度之间),凸轮的角位置可中继到控制器222。
燃料系统200可任选地进一步包括蓄积器215。当被包括时,蓄积器215 可定位在较低压力燃料泵212的下游和较高压力燃料泵214的上游,并且可经配置容纳一定体积的燃料,其降低燃料泵212与燃料泵214之间的燃料压力增加或降低的速率。例如,蓄积器215可联接在低压通道218中,如图所示,或者联接在旁通通道211中,旁通通道211将低压通道218联接到HPP 214 的阶状空间227。蓄积器215的体积的大小可设定成使得发动机能够在较低压力燃料泵212的操作间隔之间以怠速状态操作达预定的时间段。例如,蓄积器215的大小能够设定成使得当发动机怠速时,其花费一分钟或更多分钟将蓄积器中的压力消耗至较高压力燃料泵214不能维持用于燃料喷射器252、燃料喷射器262的足够高燃料压力的水平。蓄积器215可因此启用较低压燃料泵212的间歇操作模式(或脉冲模式)。通过减少LPP操作的频率,功率消耗被减少。在其他实施例中,蓄积器215可固有地存在于顺应性的燃料过滤器217和低压通道218中,并且因此可以不作为分立元件存在。
提升泵燃料压力传感器231可在提升泵212与较高压力燃料泵214之间沿低压通道218定位。在该配置中,来自传感器231的读数可理解为提升泵 212的燃料压力(例如,提升泵的出口燃料压力)和/或较高压力燃料泵的进口压力的指示。来自传感器231的读数可用于评估燃料系统200中的各种部件的操作,以确定是否向较高压力燃料泵214提供足够的燃料压力,使得较高压力燃料泵吸入流体燃料而不是燃料蒸汽,并且/或者最小化供应给提升泵 212的平均电功率。尽管所示提升泵燃料压力传感器231定位在蓄积器215的下游,但在其他实施例中,该传感器可定位在蓄积器的上游。
第一燃料轨250包括第一燃料轨压力传感器248,用于向控制器222提供直接喷射燃料轨压力的指示。同样,第二燃料轨260包括第二燃料轨压力传感器258,用于向控制器222提供进气道喷射燃料轨压力的指示。发动机转速传感器233能够用于向控制器222提供发动机转速的指示。发动机转速的指示能够用于标识较高压力燃料泵214的转速,因为泵214由发动机202经由例如曲轴或凸轮轴机械驱动。
第一燃料轨250沿燃料通道278联接到HPP 214的出口208。作为比较,第二燃料轨260经由燃料通道288联接到HPP 214的进口203。止回阀和泄压阀可定位在HPP 214的出口208与第一燃料轨之间。另外,与止回阀274并联布置在旁通通道279中的泄压阀272可限制位于HPP 214下游和第一燃料轨250上游的燃料通道278中的压力。例如,泄压阀272可将燃料通道278 中的压力限制到较高阈值压力(例如,200bar)。由此,如果控制阀236(有意或无意地)打开并且高压燃料泵214正在泵送时,泄压阀272可限制可在燃料通道278中以其他方式生成的压力。
一个或多个止回阀和泄压阀还可联接到在LPP 212下游和HPP 214上游的低压通道218。例如,可在低压通道218中提供止回阀234,以减少或防止燃料从高压泵214回流到低压燃料泵212和燃料箱210。另外,可在旁通通道中提供泄压阀232,其与止回阀234并联定位。泄压阀232可将其左侧的压力限制到10bar,其高于传感器231处的压力。
通过与驱动凸轮同步地使电磁阀通电或断电(基于电磁阀配置),控制器 222可经配置调节通过控制阀236到HPP 214中的燃料流。因此,电磁激活的控制阀236可以第一模式进行操作,在第一模式中,阀236定位在HPP进口 203内,以限制(例如,抑制)行进通过电磁激活的控制阀236的燃料的量。根据电磁阀致动的正时,转移到燃料轨250的体积被改变。电磁阀还可以第二模式进行操作,在第二模式中,电磁激活的控制阀236被有效地禁用,并且燃料能够行进到阀的上游和下游,并进出HPP 214。
由此,电磁激活的控制阀236可经配置调节压缩到直接喷射燃料泵中的燃料的质量(或体积)。在一个示例中,控制器222可调整电磁压力控制的止回阀的闭合正时,以调节压缩的燃料的质量。例如,迟的压力控制阀闭合可减少吸入压缩室205中的燃料质量的量。电磁激活的止回阀打开正时和闭合正时可关于直接喷射燃料泵的冲程正时进行协调。
当泄压阀232与电磁操作的控制阀236之间的压力大于预定压力(例如, 10bar)时,泄压阀232允许燃料朝向LPP 212自电磁激活的控制阀236流出。当电磁操作的控制阀236停用(例如,未通电)时,电磁操作的控制阀以贯通模式操作,并且泄压阀232将压缩室205中的压力调节到泄压阀232的单个泄压设定点(例如,高于传感器231处的压力的10bar)。调节压缩室205 中的压力允许从活塞顶部到活塞底部形成压力差。在阶状空间227中的压力为在低压泵出口的压力(例如,5bar)处,而在活塞顶部处的压力为在泄压阀的调节压力(例如,15bar)处。压力差允许燃料通过活塞与泵汽缸壁之间的间隙从活塞顶部渗透到活塞底部,从而润滑HPP 214。
活塞228上下往复运动。当活塞228在减小压缩室205的体积的方向上行进时,HPP214处于压缩冲程。当活塞228在增加压缩室205的体积的方向上行进时,HPP 214处于吸气冲程。
前向流出口止回阀274可联接到压缩室205的出口208的下游。出口止回阀274打开以仅在直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如,压缩室出口压力)高于燃料轨压力时才允许燃料从高压泵出口208流到燃料轨中。因此,在不要求直接喷射燃料泵的条件期间,控制器222可停用电磁激活的控制阀236,并且泄压阀232在压缩冲程的大部分期间将压缩室205中的压力调节到单个基本上恒定的压力。在进气冲程时,压缩室205中的压力下降到靠近提升泵(212)的压力的压力。当压缩室205中的压力超过阶状空间227中的压力时,可发生DI泵214的润滑。当控制器222停用电磁激活的控制阀236 时,这种压力的差还可有助于泵润滑。该调节方法的一个结果在于,燃料轨被调节到最小压力,大约为泄压阀232的泄压。因此,如果泄压阀232具有 10bar的泄压设置,则燃料轨压力变成15bar,因为这10bar加到提升泵压力的5bar。具体地,在直接喷射燃料泵214的压缩冲程期间,调节压缩室205 中的燃料压力。因此,至少在直接喷射燃料泵214的压缩冲程期间,向泵提供润滑。当直接燃料喷射泵进入吸气冲程时,压缩室中的燃料压力可减小,但只要压力差保持,就仍可提供某些水平的润滑。另一个泄压阀272可与止回阀274并联放置。泄压阀272允许燃料在燃料轨压力大于预定较大阈值压力时朝向泵出口208自DI燃料轨250流出。由此,当直接喷射燃料泵正在进行往复运动时,活塞与镗孔之间的燃料的流动确保足够的泵润滑和冷却。
提升泵可以脉冲模式进行瞬时操作,其中提升泵操作基于在提升泵出口处和高压泵进口处估计的压力进行调整。具体地,响应高压泵进口压力降到燃料蒸汽压力以下,可操作提升泵,直到进口压力处于或高于燃料蒸汽压力。这减少了高压燃料泵吸入燃料蒸汽(而不是燃料)以及随后发生的发动机失速事件的风险。
注意,图2的高压泵214作为高压泵的一个可能配置的示例性示例呈现。在当前未示出的附加部件可加到泵214时,可去除和/或改变图2所示的部件,同时仍维持向直接喷射燃料轨和进气道喷射燃料轨递送高压燃料的能力。
还可操作电磁激活的控制阀236以将燃料回流从高压泵导向泄压阀232 和蓄积器215中的一个。例如,可操作控制阀236以生成燃料压力并且将其存储在蓄积器215中供以后使用。蓄积器215的一个用途在于,吸收可由压缩泄压阀232的打开所造成的燃料体积流量。当止回阀234在泵214的进气冲程期间打开时,蓄积器215作为燃料的来源。蓄积器215的另一个用途在于,吸收阶状空间227中的体积变化/作为该体积变化的来源。蓄积器215的另一个用途在于,允许提升泵212的间歇操作,以在连续操作期间获取平均的泵输入功率减小。
尽管第一直接喷射燃料轨250联接到HPP 214的出口208(而不是联接到 HPP 214的进口),但第二进气道喷射燃料轨260联接到HPP 214的进口203 (而不是联接到HPP 214的出口)。虽然本文描述了相对于压缩室205的进口、出口等,但应该理解,可存在到压缩室205中的单个管道。单个管道可用作进口和出口。具体地,第二燃料轨260在电磁激活的控制阀236上游和止回阀234与泄压阀232下游的位置处联接到HPP进口203。进一步地,在提升泵212与进气道喷射燃料轨260之间可不需要附加泵。如以下所详述,其中进气道喷射燃料轨经由泄压阀和止回阀联接到高压泵进口的燃料系统的具体配置能够使第二燃料轨处的压力经由高压泵升高到固定的默认压力,该默认压力高于提升泵的默认压力。换言之,在进气道喷射燃料轨处的固定高压源自高压活塞泵。
当高压泵214不进行往复运动时,诸如在起动转动之前点火打开(key-up) 时,止回阀244允许第二燃料轨在5bar下填充。当泵室排量由于活塞向上移动而变小时,燃料在两个方向中的一个方向上流动。如果溢流阀236闭合,则燃料经由高压燃料泵出口208进入高压燃料轨250。如果溢流阀236打开,则燃料经由高压燃料泵进口203进入低压燃料轨250,或者通过压缩泄压阀 232。以这种方式,操作高压燃料泵从而经由第一燃料轨250以可变高压(诸如,在15bar至200bar之间)向直接燃料喷射器252递送燃料,同时还经由第二燃料轨260以固定高压(诸如,以15bar)向进气道燃料喷射器262递送燃料。可变压力可包括处于固定压力处(正如在图2的系统中)的最小压力。
因此,可操作溢流阀236以控制从高压燃料泵出口到DI燃料轨250的松散燃料流(bulk fuel flow)基本上等于零,并且控制从高压燃料泵进口到PFI燃料轨260的松散燃料流。作为一个示例,当一个或多个直接喷射器252停用时,可操作溢流阀236以控制从HPP出口208到DI燃料轨250的松散燃料流基本上等于零。另外,如果直接喷射器252在DI燃料轨250内的压力高于最小压力阈值(例如,15bar)时被激活,可控制从HPP出口208到DI燃料轨250的松散燃料流基本上等于零。在两种条件下,均可控制从HPP进口203 到PFI燃料轨260的松散燃料流基本上大于零。当控制到燃料轨250或燃料轨260中的一个的燃料流基本上等于零时,到燃料轨的燃料流在本文中可被称为禁用。
在图2所描绘的配置中,进气道喷射燃料轨的固定压力与直接喷射燃料轨的最小压力相同,它们均高于提升泵的默认压力。在本文,来自高压泵的燃料递送经由上游(电磁激活的)控制阀控制,并且进一步经由联接到高压泵进口的各种止回阀和泄压阀控制。通过调整电磁激活的控制阀的操作,在第一燃料轨处的燃料压力从固定压力升高到可变压力,同时维持第二燃料轨处的固定压力。止回阀244和泄压阀242结合工作以在泵进气冲程期间保持低压燃料轨260加压到15bar。由于燃料的热膨胀,泄压阀242仅限制能够在燃料轨250中建立的压力。典型的泄压阀设定可为20bar。
控制器222还能够控制燃料泵212和燃料泵214中的每个的操作,以调整递送到发动机的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例,控制器12能够改变燃料泵的压力设置、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流率,以将燃料递送到燃料系统的不同位置。电子联接到控制器222的驱动器(未示出)可用于根据需要向低压泵发送控制信号,以调整低压泵的输出(例如,转速)。在一些示例中,电磁阀可经配置使得高压燃料泵214仅递送燃料到第一燃料轨250,并且在此配置中,可以提升泵212的较低出口压力向第二燃料轨260 供应燃料。
控制器222能够控制喷射器组252和262中的每个的操作。例如,控制器222可控制从每个喷射器递送的燃料的分配和/或相对量,该分配和/或相对量可随着工况(诸如发动机负荷、爆震和排气温度)而变化。具体地,通过向进气道燃料喷射驱动器237和直接喷射驱动器238发送适当的信号,控制器222可调整直接喷射的燃料比,所述信号可进而使用期望的脉冲宽度致动相应的进气道燃料喷射器262和直接喷射器252,用于实现期望的喷射比。另外,控制器222可基于每个轨内的燃料压力选择性地启用和禁用(即,激活或停用)喷射器组中的一个或多个。例如,基于来自第一燃料轨压力 传感器248 的信号,控制器222可经由相应的喷射器驱动器237和238选择性地致动第二喷射器组262,同时将第一喷射器组252控制在停用状态中。
在一些条件期间,当燃料喷射器252被停用时,高压燃料泵214下游(例如,在第一燃料轨250内)的燃料压力可增加到较高阈值压力。作为一个示例,可基于发动机工况操作燃料喷射器仅经由PFI(例如,经由喷射器262) 进行喷射,并且因此,燃料喷射器252在此期间可被停用。当仅经由PFI向发动机递送燃料时,燃料轨温度的增加可导致DI燃料轨压力增加到较高阈值压力,并且止回阀274可将DI燃料轨250维持在较高阈值压力处。然而,将DI燃料轨维持在较高阈值达较长持续时间可导致直接喷射器退化和/或DI燃料轨退化。因此,在其中DI燃料轨压力维持在较高阈值压力处的条件期间,可期望经由直接喷射将DI燃料轨压力减小到较低阈值量。然而,在其中燃料仅经由PFI喷射的条件期间,直接喷射可以不是期望的。因此,可需要基于多个发动机工况来调整DI燃料轨的较低压力阈值,从而基于DI燃料轨压力和发动机工况中的每个调整经由DI递送的燃料的量。
图3示出用于操作分别在图1和图2中描绘的发动机10和燃料系统200 的示例方法300。方法300可配置为计算机指令,所述计算机指令由控制系统存储并且由控制器(例如图1至图2所示的控制器12)实施。具体地,方法 300可包括用于在其中DI燃料轨压力已经达到较高阈值压力的条件期间操作进气道喷射器和直接喷射器中的每个的指令。用于进行方法300和本文包括的方法的其余部分的指令可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合接收自发动机系统的传感器(诸如以上参考图1至图2所描述的传感器)的信号来执行。根据以下所描述的方法,控制器可利用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。
在302处,方法300可通过测量和/或估计发动机(和车辆)工况(EOC) 开始。估计和/或测量车辆和发动机工况可包括,例如,估计和/或测量发动机温度、环境条件(环境温度、压力、湿度等)、扭矩需求、歧管压力、歧管气流、排气温度、微粒过滤器负荷、滤罐负荷、排气催化剂条件、油温、油压、浸泡时间、燃料系统的燃料管的位置等。估计和/或测量车辆和发动机工况可包括接收来自多个传感器(诸如在图1至图2处的传感器)的信号,并且以适当的方式在发动机控制器(例如,在图1处的控制器12)处处理这些信号。
在304处,方法300可包括基于在302处确定的发动机工况选择燃料喷射分布图。例如,燃料喷射分布图可包括关于待递送的燃料量、燃料喷射正时、针对给定汽缸燃烧事件的多次喷射以及经由进气道递送的燃料相对于直接喷射的燃料的比率的细节。燃料喷射分布图可包括例如根据关于图1所述的第一喷射比和第二喷射比中的每个向发动机递送燃料的指令。应当理解,在一些示例中,如果喷射分布图指示仅经由进气道燃料喷射(PFI)递送燃料,则燃料系统的直接喷射器可被停用,而进气道喷射器可被维持激活。类似地,如果喷射分布图包括仅经由直接喷射(DI)递送燃料,则燃料系统的进气道喷射器可被停用,而直接喷射器被维持激活。
现在继续到308,可确定在304处所选择的燃料喷射分布图是否包括大于 0的DI燃料流(或燃料质量)。也就是说,可确定燃料喷射分布图是否包括经由直接喷射递送至少一些燃料。如果确定DI燃料流大于零,则程序300进行到332,其中燃料根据在304处确定的喷射分布图经由直接喷射和进气道喷射中的每一个进行递送。在332之后,程序300终止。
否则,如果确定DI燃料流为零,则程序300进行到310,其中根据所选择的燃料喷射分布图仅经由PFI向发动机递送燃料。换言之,310包括使用仅来自第一(例如,进气道)喷射器的燃料操作发动机汽缸。当仅经由进气道燃料喷射向发动机递送燃料时,直接喷射器可停用。因此,燃料可滞留在高压直接喷射燃料轨中。所以,DI燃料轨内的燃料压力可由于DI燃料轨内的温度波动(例如,增加)而经受压力变化(例如,增加)。
在312处,方法300可包括读取直接喷射燃料轨的压力。例如,参考图2,控制器222可经由接收自压力传感器248的信号估计燃料轨250内的燃料压力。在本文,直接喷射燃料轨内的燃料压力将被称为Pr。
进行到314,可将Pr与较高阈值压力进行比较。具体地,程序300确定 Pr是否大于或等于较高阈值压力。应当认识到,确定Pr是否大于或等于较高阈值压力可包括,确定Pr是否已经位于或高于较高阈值压力达至少阈值持续时间。较高阈值压力可以为高于其就能够发生高压燃料泵退化和/或直接燃料喷射器退化的压力。作为一个示例,参考燃料系统200,较高阈值压力可以为止回阀274允许燃料从燃料通道278流向HPP 214上游位置的阈值压力。作为另一个示例,较高阈值压力可基于燃料喷射器控制参数,诸如超过其就已经确定喷射质量命令不太可靠(例如,在喷射校准程序期间以经验确定的所获悉的阈值)。作为更进一步的示例,较高阈值压力可基于燃料轨的燃料刚性和热膨胀系数中的每个。作为另一个示例,较高阈值压力可基于最小的喷射脉冲宽度,其可对应较高阈值压力处的最小的期望喷射质量。
如果在314处确定Pr小于较高阈值压力,则可不期望减小直接喷射燃料轨内的压力(例如,维持根据燃料喷射分布图仅经由PFI递送燃料的益处),并且程序300直接进行到326,以维持仅经由进气道燃料喷射系统的燃料递送并且维持直接喷射器选择性地停用。否则,如果在314处Pr大于或等于较高阈值压力,则程序300继续到316以确定直接喷射燃料轨压力可减小到的较低压力阈值,如参考图4在下文进一步详细描述的。如所描述的,例如可基于发动机限制(如,颗粒物质限制、异常燃烧事件限制、EGR限制等调节Pr) 实时调整较低阈值。
在316处确定较低压力阈值之后,程序300在一些示例可进行到317。在其他示例中,程序300可直接进行到318。在317处,程序300可包括响应燃料轨的轨压增加来调整冷却液流参数的任选步骤。冷却液流的参数可以为冷却液流率、冷却液温度、冷却液来源等中的一个或多个。当已经调整冷却液流时,方法300可进行到318,以激活直接喷射器。
在318处,可激活汽缸直接喷射器以启用燃料的汽缸直接喷射。换言之,响应在314处的直接喷射器燃料轨压力增加(例如,增加超过较高阈值),程序300可在318处瞬时激活第二(例如,直接)喷射器将燃料喷射到汽缸中。应当认识到,激活直接喷射器包括维持经由PFI向发动机递送至少一些燃料。另外,激活直接喷射器可包括,响应由直接喷射器所喷射的燃料调整来自进气道喷射器的燃料的喷射。用于每次汽缸燃烧事件的直接喷射燃料质量与进气道喷射燃料质量的比率可基于较低燃料轨压力阈值、发动机转速、发动机负荷、发动机温度、排气温度、烟粒负荷、火花正时、气门正时等中的一个或多个进行确定。应当进一步认识到,喷射预定的燃料喷射质量可在多次喷射事件期间发生,以维持期望的空气-燃料比。另外,在318处激活直接喷射器可包括,不经由高压燃料泵向直接喷射燃料轨递送燃料。这样,在经由直接喷射来减小DI燃料压力时就可避免DI燃料轨经由高压燃料泵加压。
在所描绘的示例中,如以下参考318、320、322、323和324所描述,激活直接喷射器包括,经由直接喷射器喷射一定量的燃料,监测燃料轨压力,以及继续直接喷射直到燃料轨压力等于较低阈值压力。然而,应当认识到,在其他示例中,燃料轨压力的监测可并不包括在直接喷射器的激活中。作为示例,激活直接喷射器可包括,基于较低阈值压力、发动机转速、发动机负荷和总喷射质量命令(例如,在PFI和DI中的每个期间要递送的量)执行一个或多个开放回路直接喷射命令。换言之,激活直接喷射器可包括激活直接喷射器达预定的时间量,或者控制直接喷射器以通过其泵送预定的燃料量。
在更进一步的示例中,可激活直接喷射器,并且可监测与不同的发动机工况(例如,烟粒负荷)相关联的参数。在该示例中,如果发动机操作参数在达到较低燃料轨阈值压力之前超过规定的阈值,则可停用直接喷射。这样,就可维持期望的发动机性能同时减小DI燃料轨内的压力的量。另外,在此更进一步的示例中,可基于直接喷射器的停用来调整发动机参数映射图(诸如在图4参考的)。具体地,如果发动机操作参数在达到较低压力阈值之前超过阈值,则可将与发动机操作参数的规定阈值相关联的较低燃料轨压力阈值调整到较大值。这样,可减少确定将来的较低DI燃料轨压力阈值的误差。
在320处,方法300可包括测量Pr。在测量Pr之后,程序300进行到322 以确定Pr是否低于在316处确定的较低压力阈值。
在322处,如果Pr大于较低阈值为是,则方法300进行到323,在323 处,维持直接喷射器的激活。作为一个示例,维持直接喷射器的激活可包括,将直接喷射器维持在打开位置(例如,继续当前的喷射事件)。作为另一个示例,维持直接喷射器的激活可包括,在一次或多次附加燃烧事件期间经由直接喷射器喷射燃料。在323之后,程序300返回320以再次测量Pr。
相反,如果Pr大于较低阈值为否,则程序300进行到324,在324处,直接喷射器可被停用。换言之,程序300包括,响应DI燃料轨处的燃料压力降到较低阈值(例如,如在316处所确定)以下,停用直接喷射器,较低阈值基于一个或多个发动机工况进行调整(例如,经由程序400进行调整)。另外,以类似的方式在318处激活直接喷射器、在324处停用直接喷射器可包括,不递送燃料直到喷射分布图包括经由直接喷射递送至少一些燃料,或者直到DI燃料轨压力再次达到较高阈值压力。
在326处,方法300可包括使用进气道喷射燃料系统维持燃烧。在一些示例中,326可包括基于发动机工况选择新的喷射分布图,类似于在304处的选择。应当理解,当发动机工况指示期望直接喷射时(例如,当期望排气冷却时),可在稍后的时间激活直接喷射。如以上参考312所描述,在方法300 的整个运行持续时间中均可使用进气道喷射燃料系统,以便在不使用直接喷射燃料系统的时期期间维持燃烧。在326之后,程序300终止。
方法300或其他等效方法可以是独立的,或者作为另一种发动机操作方法的子程序。方法300可在操作车辆的整个过程中重复执行,或者可在确认具体的工况时运行。
图4的程序400示出用于调整较低燃料轨压力阈值的一种示例方法。在一个示例中,确定较低燃料轨压力阈值可包括,确定在仅请求/命令进气道喷射的条件期间经由直接喷射向发动机递送的燃料的量。因此,确定较低燃料轨压力阈值可包括,确定可直接喷射的最大燃料量同时将发动机性能维持在期望的范围内。在一些示例中,确定较低燃料轨压力阈值可包括,确定在多次燃烧事件期间直接喷射的燃料量,并且因此可包括确定喷射分布图,使用该喷射分布图喷射燃料直到DI燃料轨压力已经达到较低阈值压力。应当理解,在经由直接喷射递送来自直接喷射燃料轨的滞留燃料的整个期间,可维持进气道燃料喷射器。
作为另一个示例,确定较低燃料轨压力可包括确定最小的期望直接喷射质量。例如,如果车辆控制器确定在重新启用直接喷射时可期望大的直接喷射质量(例如,基于发动机的转速负荷条件),则较低燃料轨压力可更高,以确保可达到期望的喷射质量。作为另一个示例,如果车辆控制器预期在重新启用直接喷射时可期望较小的直接喷射质量,则较低燃料轨压力可更低,使得对应最小喷射脉冲宽度的最小喷射质量可达到。
现在转向图4,程序400在402处开始,在402处,发动机工况和发动机历史记录可从存储器(例如,在图1处的控制器12的ROM 106)检索到和/ 或被测量。作为一个示例,在402处,发动机控制器可检索当前的转速-负荷条件、预点火历史记录(例如,发动机预点火计数)、发动机爆震历史记录(例如,发动机爆震计数)、EGR条件、当前的颗粒物质负荷、一个或多个当前的排气温度(例如,来自图1的排气传感器126和144中的一个或多个)、排气催化剂条件以及先前应用的较低燃料轨压力阈值的历史记录。另外,如果上述参数中的一个或多个的当前值在存储器中不可用,则可在402处测量所述参数。
在404处,可基于发动机转速-负荷映射图确定初始的较低阈值燃料轨压力。例如,在402处估计的发动机转速和发动机负荷值可与存储在控制器的存储器中的转速-负荷映射图结合使用,其可将转速-负荷空间中的坐标映射到期望的直接喷射燃料量。作为一个示例,较低阈值随着发动机转速的增加而增加,并且随着发动机转速的减小而减小。另外,较低阈值可随着发动机负荷的增加而增加,并且随着发动机负荷的减小而减小。该期望的直接喷射燃料量可与当前燃料轨压力(处于较高阈值压力处)与期望的较低阈值压力之间的差异相关联。这样,通过基于发动机转速-负荷条件确定较低阈值燃料轨压力,则由于高压造成的燃料喷射器退化可减少,同时还限制在优选进气道燃料喷射的条件期间的直接喷射量。另外,可将较低阈值调整到高于高压泵不得不被重新启用情况下的压力。
在一些示例中,在404处确定较低压力阈值可包括将先前确定的较低阈值(例如,在402处,从存储器中检索到的较低阈值,正如在程序400的前一次执行期间所确定的)向在程序400的当前执行期间经由发动机-负荷映射图确定的值调整。例如,在404处确定的较低阈值压力可经由回归技术过滤到先前的较低阈值中。这样,较低阈值在时间上可更稳定。
现在,继续到406,检索发动机的预点火历史记录,包括例如,表示在驱动循环期间已经在发动机中发生的多次预点火事件的发动机预点火计数。如果发动机预点火计数高于阈值,则可确定发动机(或在其中的特定汽缸)易于预点火。因此,可期望增加直接喷射的燃料的量以减少将来的预点火事件的可能性。如果确定发动机的预点火计数高于阈值,则程序400进行到408。否则,程序400进行到410。
在408处,可响应发动机预点火计数调整较低燃料轨压力阈值。作为一个示例,响应发动机预点火计数大于阈值计数(例如,一次),较低燃料轨压力阈值可增加。作为示例结果,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料的量增加。作为另一个示例,响应发动机预点火计数大于阈值计数(例如,一次),较低燃料轨压力可减小。作为示例结果,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料的量减小。这样,燃料喷射器退化就可减少,同时预点火事件的可能性减少。在408之后,程序400进行到 410。
在410处,检索发动机爆震历史记录,并且确定发动机爆震计数是否高于阈值。例如,可确定发动机历史记录是否包括在当前的转速-负荷条件下的爆震事件。另外,当前的发动机工况可用于预测在向燃烧室喷射燃料时是否可发生爆震。例如,在其中排气温度可升高的条件下,发动机(或其汽缸) 可变得易于发生发动机爆震事件。如果阈值数量的爆震事件已经过去,并且发动机爆震计数高于阈值,则可期望增加直接喷射的燃料量,以减少进一步的发动机爆震事件的可能性。如果确定发动机爆震计数高于阈值,则程序400 进行到412。否则,程序400进行到414。
在412处,响应在易于发生爆震事件的发动机转速-负荷条件下进行操作,较低燃料轨压力阈值可增加。因此,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料的量减小。这样,燃料喷射器退化就可减少,同时维持响应将来的发动机爆震事件而喷射的DI燃料轨中的较大燃料量。因此,通过响应易于发生爆震事件的发动机转速-负荷条件增加较低燃料轨压力阈值,发动机性能可增强。在412之后,程序400进行到414。
在414处,可确定是否存在任何EGR限制。例如,确定是否基于EGR 约束调整较低阈值。例如,在低速和中负荷条件期间,可限制冷却的EGR。例如,在获得期望的冷却EGR量时可存在延迟。在本文,冷却的EGR限制可通过调整较低燃料轨压力阈值得以解决。如果期望基于EGR条件调整较低燃料轨压力阈值,则程序400可进行到416。否则,程序400进行到418。
在416处,响应EGR限制,可将较低燃料轨压力阈值调整到较低值。因此,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料量可增加。作为另一个示例,可响应EGR限制将较低燃料轨压力阈值调整到较高值。因此,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料量可减小。这样,燃料喷射器退化可减少,同时使再循环的排气进一步冷却,从而增强发动机性能。另选地,在416处,响应冷EGR限制,激活直接喷射器的燃烧事件的数量可增加或减小,但不调整较低压力阈值。这样,可在期望数量的燃烧事件期间提供EGR。在416之后,程序400进行到418。
现在继续到418,确定排气颗粒物质(PM)过滤器(例如,在图1处的排放控制装置72)的负荷是否高于阈值负荷。应该认识到,PM过滤器负荷在本文也被称为烟粒负荷。作为一个示例,经由直接喷射递送燃料至发动机可导致未燃燃料量增加,特别是在高速和/或高负荷条件期间,从而增加烟粒排放。如果PM过滤器的烟粒负荷处于或高于阈值负荷,则过滤器不可以充分捕获增加的烟粒排放,并且因此烟粒排放可被引入到大气中。因此,在其中烟粒负荷高于阈值负荷的条件期间,可不太期望直接喷射燃料以减小DI燃料轨内的压力。如果烟粒负荷高于阈值负荷,则程序400可进行到420,以基于烟粒负荷调整较低阈值压力。否则,程序400可进行到422。
在420处,可基于PM过滤器的烟粒负荷调整较低燃料轨压力阈值。例如,较低燃料轨压力阈值可响应烟粒负荷高于阈值而增加。因此,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料量减少。在另一个示例中,在高速和/或高发动机负荷条件期间,无论烟粒负荷是否高于阈值负荷,均可基于烟粒负荷调整较低燃料轨压力阈值。在该示例中,当烟粒负荷增加时,调整的较低压力阈值可增大,从而在较高烟粒负荷条件期间经由直接喷射提供较少的燃料。应当认识到,经由直接喷射提供较少的燃料可包括将从燃料轨递送的总燃料量从第一量减少到第二量,或者可包括在较大数量的燃烧事件期间喷射第一燃料量,以减少在每次燃烧事件期间所喷射的燃料量。这样,燃料喷射器退化就可减少同时减少了烟粒排放。在420之后,程序400进行到422。
在422处,将排气温度与阈值排气温度进行比较。具体地,在高负荷和高速条件下,排气温度可升高。在一个示例中,可将排气温度(例如,如由排气温度传感器所测量的)与第一阈值排气温度进行比较。第一阈值排气温度可以为较高阈值,高于该阈值催化剂(例如,在图1处的TWC 71内的催化剂)性能就可退化。因此,第一阈值排气温度可基于催化剂类型和配置。在另一个示例中,可将经由HP-EGR回路再循环的排气的温度(例如,如由 EGR传感器144所测量的)与第二阈值排气温度进行比较。第二阈值排气温度可以为较高阈值,高于该阈值就可发生涡轮(例如,在图1处的涡轮164) 性能退化。如果一个或多个排气温度高于阈值排气温度,则程序400进行到 424。否则,程序400进行到425。
在424处,可基于以上关于422所描述的排气温度中的一个或多个调整较低阈值。例如,较低燃料轨压力阈值可响应排气温度高于对应的阈值温度而减小。换言之,响应直接喷射燃料轨压力达到较高阈值而直接喷射的燃料量增加。因此,为抑制高度升高的排气温度,可将较低燃料轨压力阈值调整到较低值(例如,可将与较低阈值压力相关联的直接喷射量增加到较高值)。在升压发动机的情况下,降低排气温度还可帮助降低涡轮进口温度,从而减少涡轮增压器耐久性问题。由此,经由直接喷射递送更多的燃料可导致体积燃料经济性暂时下降,然而,鉴于DI燃料轨压力限制和排气温度限制所述暂时下降可接受。作为另一个示例,可通过调整(例如,延迟)直接喷射正时来抑制排气温度,以将未燃烧的燃料递送到排气通道。在424之后,程序400 进行到425。
在一些示例中,可基于燃料系统的特征任选地调整在422处和/或424处确定的所调整的较低阈值压力。作为一个示例,可在较低阈值压力上放置下界,所述下界基于必须在激活直接喷射器之前重新激活高压泵的压力(例如,必须朝直接喷射燃料轨引导更多加压燃料)。换言之,下界可以为低于其必须启用高压燃料泵用于任何随后的直接喷射的压力。参考在图2处的燃料系统 200,除直接喷射器252的特性以外,该下界可基于高压燃料泵214的出口压力。换言之,下界可以为最低的燃料轨压力,针对该压力,可经由直接喷射器向发动机递送可预测的燃料量。
在422或424中的一个之后,如果较低燃料轨压力阈值小于该下界,则可在425将阈值压力固定到下界。在另一个示例中,可将阈值压力调整到高于该下界的至少预定压力量。通过将阈值压力调整到高于下界的至少预定压力量,如果在降低DI燃料轨内的燃料压力期间发生加燃料误差,就可避免重新激活高压燃料泵。作为一个示例,预定量可以为与每个特定直接喷射器相关联的喷射命令不确定性。在425之后,程序400进行到426。
在426处,在较高阶的喷射器控制程序(例如,在图3处的程序300)中,可将调整过的较低燃料轨压力阈值作为较低燃料轨压力阈值加以应用。应当认识到,应用较低压力阈值可进一步包括将调整过的较低阈值存储在控制器存储器中用于以后的自适应。作为示例,在程序400的随后执行期间,调整过的较低阈值可在402处从存储器中进行检索,并且可用于在404处确定随后的较低阈值压力。在426之后,程序400可返回较高水平的喷射器控制程序,或者另选地可终止。
图5描绘时间线500的图形表示,时间线500用于发动机操作并且用于基于直接喷射燃料轨压力的直接燃料喷射器(例如,在图2处的直接喷射器 252中的一个)的操作。作为一个示例,在时间线500处表示的发动机操作代表根据分别在图3和图4处所示的程序300和程序400,使用在图2处的燃料系统200操作在图1处的发动机10。时间线500包括通过直接喷射器的燃料流的图形表示,其由曲线510处的迹线512示出。迹线512被描绘成表示两种工况,燃料流大于0(例如,基本上大于零)和燃料流等于0(例如,基本上等于零)。应当认识到,对于直接喷射器自适应的整个持续时间,发动机经由进气道喷射加燃料。
时间线500进一步包括DI燃料轨压力的图形表示,其由曲线520处的迹线522示出。Y轴表示直接喷射燃料轨压力(例如,正如由图2处所示的压力传感器248所测量的在DI燃料轨250内的燃料轨压力),并且压力在Y轴箭头的方向上增加。较高燃料轨压力阈值由线521示出,而较低燃料轨压力阈值由线523示出。例如,阈值521可以为以上关于在图3中描绘的308进行描述的较高阈值。另外,阈值523可以为以上关于在图3中描绘的316进行描述的较低阈值。具体地,阈值523在时间上的变化可以为关于图4处的程序400进行描述的调整的结果。
时间线500进一步包括烟粒负荷的图形表示,其由线530示出。Y轴表示烟粒负荷量(例如,正如经由烟粒负荷信号PM所确定,且由图1处所示的烟粒负荷传感器198所测量的),并且烟粒负荷在Y轴箭头的方向上增加。烟粒负荷的较高阈值由线531示出。例如,烟粒负荷可以为用于调整较低阈值523的示例发动机参数,如关于图4处的418和420所讨论。
时间线500进一步包括发动机转速的图形表示,其由曲线540处的迹线 542示出。Y轴表示例如曲轴的旋转频率(例如,正如由图1处所示的霍尔效应传感器118所测量),并且该频率在Y轴箭头的方向上增加。例如,发动机转速连同发动机负荷(未示出)可以为用于确定较低阈值523的初始值的示例发动机参数,如关于图4处的404所讨论。
垂直标记t0至t12表示在操作顺序期间所关注的时间。作为一个示例,直接喷射器间歇激活。具体地,直接喷射器在从时间t0至t1,t2至t3,t5至 t6,t7至t8,t10至t11,以及从t12向前的间隔期间被激活和/或正在喷射燃料,并且直接喷射器在从时间t1至t2,t3至t5,t6至t7,t8至t10以及t11 至t12的间隔期间被停用。因此,在从时间t1至t2,t3至t5,t6至t7,t8至 t10以及t11至t12的间隔期间,发动机汽缸可仅使用进气道燃料喷射进行操作。应当认识到,在时间t1之前和时间t12之后,根据发动机工况,燃料可经由进气道喷射和直接喷射中的每一个递送到发动机汽缸,或者另选地,可根据发动机工况仅经由直接喷射递送到发动机汽缸。
在时间t0,DI燃料流率不大于0。在时间t0与时间t1之间,DI燃料流率在大于0与等于0之间交替。在其中DI燃料流率不大于零的时期期间,DI 燃料轨压力可增加。在其中DI燃料流率大于零的条件期间,DI燃料轨压力可减小。另外,在时间t0与时间t1之间,较低压力阈值523可高于在允许随后的直接喷射之前必须启用高压燃料泵的压力。
在时间t1,直接燃料喷射停止。例如,参考图3处的304,可选择包括仅经由PFI喷射燃料的燃料分布图。因此,在时间t1,直接喷射器被停用而进气道喷射器被维持激活(未示出)。
从时间t1至时间t2,DI燃料流等于0。换言之,直接喷射系统不在使用中(例如,停用),并且发动机可通过操作进气道燃料喷射系统维持燃烧。另外,燃料可滞留在DI燃料轨中,从而导致DI燃料轨压力522增加。作为一个示例,由于燃料轨的刚性性质,所以DI燃料轨压力可随着燃料轨温度(未示出)相应地增加。换言之,DI燃料轨压力可在其中通过直接喷射器的松散燃料流基本上等于零的条件期间增加。
在时间t2处,燃料轨压力522达到较高阈值521。响应DI燃料轨压力超过较高阈值521,命令DI燃料流大于0。换言之,响应直接喷射燃料轨压力升高超过较高阈值而开始直接喷射。因此,在时间t2,响应燃料压力在联接到直接喷射器的燃料轨处增加而瞬时激活直接喷射器。另外,在时间t2,较低阈值523基于发动机转速-负荷条件而增加。例如,可基于低速中负荷条件选择所述值。
在时间t2与时间t3之间,燃料经由直接喷射递送到燃烧汽缸。作为一个示例,时间t2与时间t3之间的持续时间包括单次汽缸燃烧事件内的单次直接喷射。作为一个示例,单次直接喷射可在燃烧事件的进气冲程期间。作为另一个示例,单次直接喷射可在燃烧事件的压缩冲程期间。因此,燃料轨 压力522响应直接喷射事件而减小。
在时间t3,燃料轨 压力522下降到较低阈值523。响应燃料压力下降到处于或低于较低阈值523,停用直接喷射器。换言之,通过直接喷射器的燃料流减少。因此,直接喷射器在t2处的瞬时激活经由直接喷射器在时间t3处的停用而结束。应当认识到,通过进气道喷射器,并且从燃料泵(例如,高压燃料泵进口)到联接到进气道喷射器的燃料轨的燃料流可在时间t3处各自保持基本上大于零。
从时间t3至时间t5,DI燃料流等于0。因此,燃料可滞留在DI燃料轨中,从而导致DI燃料轨压力522增加。作为一个示例,由于燃料轨的刚性性质,所以DI燃料轨压力可随着燃料轨温度(未示出)相应地增加。
在时间t4,发生预点火事件。发动机控制器可经由预点火检测来检测该事件,并且可将该事件的发生存储在发动机的预点火历史记录内。
在时间t5,燃料轨 压力522再次达到较高阈值521。响应DI燃料轨压力超过较高阈值521,命令DI燃料流大于0。换言之,响应直接喷射燃料轨压力升高超过较高阈值而开始直接喷射。因此,在时间t5,响应燃料压力在联接到直接喷射器的燃料轨处增加而瞬时激活直接喷射器。另外,在时间t5,基于发动机工况,调整较低阈值523。具体地,基于在当前发动机转速-负荷范围内的预点火历史记录(例如,在t4处的预点火事件),较低阈值减小以允许经由直接喷射递送更多的燃料。应当认识到,较低阈值的减小可以为从经由发动机转速-负荷条件确定的初始较低阈值的调整,如关于图4处的程序400 所讨论。
在时间t5与t6之间,燃料经由直接喷射递送到燃烧汽缸。作为一个示例,在时间t5与t6之间的持续时间包括多次进气冲程直接喷射和压缩冲程直接喷射。作为一个示例,燃料的递送包括共同燃烧事件内的压缩冲程直接喷射和进气冲程直接喷射。作为另一个示例,燃料的递送包括第一燃烧事件期间的压缩冲程直接喷射和第二燃烧事件期间的进气冲程直接喷射。作为另一个示例,燃料的递送包括在共同的进气冲程或压缩冲程期间,或者在第一和第二燃烧事件的第一和第二进气或压缩冲程期间的两次进气冲程直接喷射或压缩冲程直接喷射。因此,燃料轨 压力522响应直接喷射事件而减小。
在时间t6,燃料压力下降到较低阈值523。响应燃料压力下降到处于或低于较低阈值523,停用直接喷射器。换言之,通过直接喷射器的燃料流减少。因此,直接喷射器在t5处的瞬时激活经由直接喷射器在时间t6处的停用而结束。应当认识到,通过进气道喷射器,并且从燃料泵(例如,高压燃料泵进口)到联接到进气道喷射器的燃料轨的燃料流可在时间t6处各自保持基本上大于零。
从时间t6至时间t7,DI燃料流等于0。因此,燃料可滞留在DI燃料轨中,从而导致DI燃料轨压力522增加。另外,从时间t6至t7,发动机转速增加。
在时间t7,燃料轨 压力522再次达到较高阈值521。响应DI燃料轨压力超过较高阈值521,直接喷射响应直接喷射燃料轨压力升高超过较高阈值而开始。另外,在时间t7,基于发动机工况调整较低阈值523。具体地,较低阈值 523基于发动机转速增加而减小。应当认识到,较低阈值523还可基于发动机负荷(未示出)减小而减小。应当认识到,较低阈值的减小可进一步基于多个发动机工况在时间t7进行调整,如在本文并且关于图4处的程序400所讨论。
直接喷射系统的操作从时间t7继续到时间t8,并且通过直接喷射器的燃料流的增加足以降低DI燃料轨的温度和压力,使得DI燃料轨的压力下降到阈值523以下。在时间t8,直接喷射器被停用。
从时间t8至t9,烟粒负荷532增加并且在时间t9达到较高阈值负荷531。另外,从时间t8至时间t10,DI燃料流等于0。因此,燃料可滞留在DI燃料轨中,从而导致DI燃料轨压力522增加。作为一个示例,由于燃料轨的刚性性质,所以DI燃料轨压力可随着燃料轨温度(未示出)而相应增加。
在时间t10,燃料轨 压力522再次达到较高阈值521。响应DI燃料轨压力超过较高阈值521,直接喷射响应直接喷射燃料轨压力升高超过较高阈值而开始。另外,在时间t10,基于发动机工况而调整较低阈值523。具体地,较低阈值523基于烟粒负荷532高于较高阈值531而增加。应当认识到,较低阈值523在时间t10的增加可以为从经由发动机转速-负荷条件确定的初始较低阈值的调整,如关于图4处的程序400所讨论。
直接喷射系统的操作从时间t10继续到时间t11,并且通过直接喷射器的燃料流的增加足以降低DI燃料轨的温度和压力,使得DI燃料轨的压力下降到较高阈值521以下,并且减小到较低阈值523。在时间t11,直接喷射器被再次停用。
从时间t11至时间t12,DI燃料流等于0。因此,燃料可滞留在DI燃料轨中,从而导致DI燃料轨压力522增加。在时间t12,直接喷射器激活,同时 DI燃料轨压力522保持低于较高阈值521。具体地,发动机工况可指示在时间t12处期望直接喷射(例如,正如关于图3处的302和304所描述)。因此,在时间t12之后,燃料可经由直接喷射和进气道喷射中的每个递送到发动机汽缸。在其他示例中,燃料可仅经由直接喷射递送到发动机汽缸。应当认识到,在时间t12,较低压力阈值523可得到调整,但可保持高于在允许随后的直接喷射之前必须启用高压燃料泵的压力。
在第一示例中,设想一种方法,其包括:在使用仅来自第一喷射器的燃料操作发动机汽缸时,响应在联接到第二喷射器的燃料轨处的燃料压力增加,瞬时激活第二喷射器以将燃料喷射到汽缸中,并且响应燃料轨处的燃料压力下降到较低阈值以下停用第二喷射器,较低阈值基于一个或多个发动机工况进行调整。在第一示例方法的第一实施例中,瞬时激活可包括,响应燃料轨处的燃料压力增加超过较高阈值而激活第二喷射器,较高阈值基于燃料轨刚性。在任选地包括第一实施例的第二实施例中,联接到第二喷射器的燃料轨为与联接到第一喷射器的第一燃料轨不同的第二燃料轨。在任选地包括第一实施例和第二实施例中的一个或多个的第三实施例中,第一燃料轨和第二燃料轨中的每个可通过共用的高压燃料泵进行加压,并且在瞬时激活和停用期间,高压燃料泵可禁用。在任选地包括第一实施例到第三实施例中的一个或多个的第四实施例中,可将较低阈值调整到保持高于启用高压燃料泵的压力。在任选地包括第一实施例到第四实施例中的一个或多个的第五实施例中,第一示例可进一步包括,在第二喷射器瞬时激活时,响应由第二喷射器喷射的燃料调整来自第一喷射器的燃料的喷射。在任选地包括第一实施例到第五实施例中的一个或多个的第六实施例中,瞬时激活可进一步基于第二燃料轨中的燃料的热膨胀系数。在任选地包括第一实施例到第六实施例中的一个或多个的第七实施例中,较低阈值可基于估计的烟粒负荷进行调整,较低阈值随着烟粒负荷的增加而增加。在任选地包括第一实施例到第七实施例中的一个或多个的第八实施例中,较低阈值可基于发动机转速-负荷条件进行调整,较低阈值随着发送机转速的增加和负荷的增加而减小。在任选地包括第一实施例到第八实施例中的一个或多个的第九实施例中,第一燃料喷射器为进气道喷射器,而第二燃料喷射器为直接喷射器。在任选地包括第一实施例到第九实施例中的一个或多个的第十实施例中,示例方法可进一步包括,响应燃料轨的轨压增加而调整联接到燃料轨的冷却系统的参数,参数包括冷却液的流率和温度中的一个。
在第二示例中,设想一种用于发动机的方法,其包括:在仅使用进气道燃料喷射操作发动机汽缸时,将滞留在直接喷射燃料轨中的燃料间歇喷射到汽缸中,间歇喷射包括当直接喷射燃料轨压力升高超过较高阈值时开始喷射,而在直接喷射燃料轨压力下降到较低阈值以下时中断喷射,较低阈值基于包括排气烟粒水平和发动机预点火历史记录的发动机工况进行调整。在第二示例的第一实施例中,继续喷射可包括每次期望燃烧事件作为单次直接喷射递送燃料。在任选地包括第一实施例的第二实施例中,开始喷射包括在进气冲程期间作为单次直接喷射递送燃料。在任选地包括第一实施例和第二实施例中的一个或多个的第三实施例中,开始喷射包括在压缩冲程期间作为单次直接喷射递送燃料。在任选地包括第一实施例到第三实施例中的一个或多个的第四实施例中,开始喷射包括作为多次进气和压缩冲程直接喷射递送燃料。在任选地包括第一实施例到第四实施例中的一个或多个的第五实施例中,进一步调整较低阈值以维持直接燃料喷射高于最小喷射质量。在任选地包括第一实施例到第五实施例中的一个或多个的第六实施例中,较低阈值进一步基于发动机的NVH极限进行调整。在任选地包括第一实施例到第六实施例中的一个或多个的第七实施例中,较低阈值可基于间歇喷射期间的直接喷射燃料轨压力的减小速率进行实时调整。
在第三示例中,设想一种用于内燃机的燃料系统,其包括:与汽缸连通的进气道燃料喷射器,与汽缸连通的直接燃料喷射器,与进气道喷射器连通的第一燃料轨,与直接喷射器连通的第二燃料轨,与第一燃料轨和第二燃料轨中的每个连通的高压燃料泵,以及配置有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令的控制系统,所述指令用于:在第一条件期间,当包括在第二燃料轨中的燃料中的压力超过较高阈值时,增加通过直接燃料喷射器的燃料流;在第二条件期间,当包括在第二燃料轨中的燃料中的压力下降到较低阈值以下时,减少通过直接燃料喷射器的燃料流;以及在第一条件与第二条件两者期间,经由进气道燃料喷射器向汽缸递送燃料。在第三示例的第一实施例中,第一条件包括通过直接燃料喷射器的松散燃料流基本上等于零。在任选地包括第一实施例的第二实施例中,高压燃料泵包括联接到第一燃料轨的高压燃料泵进口,以及联接到第二燃料轨的高压燃料泵出口。在任选地包括第一实施例和第二实施例中一个或多个的第三实施例中,第一条件和第二条件两者均包括从高压燃料泵出口到第二燃料轨的松散燃料流基本上等于零。在任选地包括第一实施例到第三实施例中的一个或多个的第四实施例中,第一条件和第二条件两者均包括从高压燃料泵进口到第一燃料轨的松散燃料流基本上大于零。
在DI燃料轨处的燃料压力高于阈值压力时递送来自直接喷射燃料轨的燃料的技术效果在于,减少直接喷射器退化。通过递送来自DI燃料轨的燃料直到DI燃料轨处的压力达到基于发动机工况调整的较低阈值在于,发动机性能可得以改善。维持较低阈值高于必须启用从高压泵到DI燃料轨的燃料流的压力的技术效果在于减少发动机的NVH问题。基于发动机工况调整较低阈值的技术效果在于,在重新激活直接喷射器时维持期望的最小喷射质量。
应该清楚,因为可有许多变化,所以在此公开的配置和方法实际上是示例性的,并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义。例如,上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他的发动机类型。本公开的主题包括在此公开的各种系统和配置,以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求,无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同,仍被视为包括在本公开的主题内。
Claims (19)
1.一种用于操作双燃料喷射系统的方法,其包括:
在使用仅来自进气道喷射器的燃料操作发动机汽缸时;
响应在联接到直接喷射器的燃料轨处的燃料压力增加,瞬时激活所述直接喷射器,以向所述汽缸喷射燃料;以及
响应在所述燃料轨处的燃料压力下降到处于或低于较低阈值,停用所述直接喷射器,所述较低阈值基于一个或多个发动机工况进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述瞬时激活包括,响应所述燃料轨处的所述燃料压力增加高于较高阈值,激活所述直接喷射器,所述较高阈值基于燃料轨刚性。
3.根据权利要求2所述的方法,其中联接到所述直接喷射器的所述燃料轨为与联接到所述进气道喷射器的第一燃料轨不同的第二燃料轨。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述第一燃料轨和所述第二燃料轨中的每个通过共同的高压燃料泵进行加压,并且其中,在所述瞬时激活和停用期间,禁用从所述高压燃料泵到所述第二燃料轨的燃料流。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述较低阈值被调整以保持高于从所述高压燃料泵到所述第二燃料轨的所述燃料流被启用的压力。
6.根据权利要求5所述的方法,进一步包括,在瞬时激活所述直接喷射器时,响应由所述直接喷射器喷射的燃料调整来自所述进气道喷射器的燃料的喷射。
7.根据权利要求3所述的方法,其中所述瞬时激活进一步基于所述第二燃料轨中的燃料的热膨胀系数。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述较低阈值基于估计的烟粒负荷进行调整,所述较低阈值随着烟粒负荷的增加而增加。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所述较低阈值基于发动机转速-负荷条件进行调整,所述较低阈值随着发动机转速的增加和负荷的增加而增加。
10.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括响应所述燃料轨的轨压增加调整联接到所述燃料轨的冷却系统的参数,所述参数包括冷却液的流率和温度中的一个。
11.一种用于发动机的方法,其包括:
在仅使用进气道燃料喷射操作发动机汽缸时;
将滞留在直接喷射燃料轨中的燃料间歇喷射到所述汽缸中,所述间歇喷射包括当直接喷射燃料轨压力升高到较高阈值以上时开始喷射,而当直接喷射燃料轨压力下降到较低阈值以下时中断所述喷射,所述较低阈值基于包括排气烟粒水平和发动机预点火历史记录的发动机工况进行调整。
12.根据权利要求11所述的方法,其中继续所述喷射包括,每次汽缸燃烧事件作为单次直接喷射递送燃料。
13.根据权利要求12所述的方法,其中递送所述燃料包括,在进气冲程期间作为单次直接喷射递送所述燃料。
14.根据权利要求12所述的方法,其中递送所述燃料包括,作为多次进气和/或压缩冲程直接喷射递送所述燃料。
15.一种用于内燃机的燃料系统,其包括:
与汽缸连通的进气道喷射器;
与所述汽缸连通的直接喷射器;
与所述进气道喷射器连通的第一燃料轨;
与所述直接喷射器连通的第二燃料轨;
与所述第一燃料轨和所述第二燃料轨中的每个连通的高压燃料泵;以及
配置有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令的控制系统,用于:
在第一条件期间,当包括在所述第二燃料轨中的燃料中的压力处于或超过较高阈值时,激活所述直接喷射器以增加通过所述直接喷射器的燃料流;
在第二条件期间,当包括在所述第二燃料轨中的燃料中的压力下降到处于或低于较低阈值时,停用所述直接喷射器以减少通过所述直接喷射器的所述燃料流;以及
在所述第一条件和所述第二条件两者期间,经由所述进气道喷射器向所述汽缸递送燃料。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述第一条件包括通过所述直接喷射器的松散燃料流基本上等于零。
17.根据权利要求16所述的系统,其中高压燃料泵包括联接到所述第一燃料轨的高压燃料泵进口,以及联接到所述第二燃料轨的高压燃料泵出口。
18.根据权利要求17所述的系统,其中所述第一条件和所述第二条件两者均包括从所述高压燃料泵出口到所述第二燃料轨的松散燃料流基本上等于零。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述第一条件和所述第二条件两者均包括从所述高压燃料泵进口到所述第一燃料轨的松散燃料流基本上大于零。
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