CN107806370B - 燃料喷射操作 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及燃料喷射操作。公开了一种操作每个气缸具有多燃料喷射器能力的发动机以适应在包括热发动机起动和冷发动机起动的各种工况下达到喷射器中的任何一个的最小燃料脉冲宽度状况的方法。该方法减少由低于最小质量的燃料喷射质量的变化所造成的发动机性能和排放变化。
Description
技术领域
本说明书整体涉及用于控制联接到内燃发动机的每个气缸系统的多个喷射器的方法和系统。
背景技术
发动机可以配置有用于将期望量的燃料递送到燃烧室的各种燃料系统。示例燃料系统可以包括用于将燃料递送到燃烧室上游的进气道中的进气道燃料喷射器,以及用于将燃料直接递送到燃烧室中的直接燃料喷射器。其他发动机可以配置有多燃料喷射系统,对于每个发动机气缸,其包括例如进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器中的每一个。
在发动机起动期间利用进气道喷射和直接喷射两者的一个示例方法包括利用进气道喷射和分流直接喷射(split direct injection),诸如由Surnilla等人在例如20140297159中所描述的。其中,在起动和起动转动期间应用分流燃料喷射(split fuelinjection),使得较低醇含量的燃料被进气道喷射,而较高醇含量的燃料作为一个喷射或多个喷射被直接喷射。
然而,本文发明人已经认识到这种方法的潜在问题。例如,当工况改变时,进气道喷射与直接喷射的比的期望相对量改变,并且多个直接喷射的比改变。在所有工况下,此类变化可能难以预测,特别是当操作者在利用踏板调整来起动期间可以或不可以进行干预。因此,所述喷射中的一个或多个可达到喷射器的最小脉冲宽度极限,从而意外地引起不期望的富集(enrichment)。并且,即使当能够检测到此类情况时,也可难以适当地安排调整以补偿对车辆操作和排放的最小量的干扰。
发明内容
在一个示例中,上述问题可以通过一种方法来解决,该方法包括:在冷发动机起动期间,在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
以这种方式,不仅可以适当地控制进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,还可以适当地控制分流直接喷射的比。例如,如果直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,该方法能够减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时调整直接喷射的比,以使直接喷射中的每一个的量更接近彼此,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。这能够维持分流直接喷射对发动机起动性能的有效性。相比之下,如果直接喷射中的仅一个达到最小直接喷射脉冲宽度,则该方法可以减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时维持直接喷射相对于彼此的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。以这种方式,假定可以确定未调整的比,则直接喷射相对于彼此的比能够维持得越长,在转换期间对发动机排放能够处理得越好,以提供最佳排放和燃料经济性平衡。当进气道燃料喷射器联接到至少部分经由高压燃料泵加压的高压进气道燃料喷射轨时,这种操作能够是尤为相关的,但其仍与仅经由低压电动马达驱动的提升泵加压的低压进气道喷射轨相关,其中,该高压燃料泵加压也用于对直接喷射燃料轨加压。
控制进气道喷射与直接喷射的比和/或直接喷射的分流比(split ratio)的技术效果可以是即使变化的条件意外地使燃料喷射中的一个达到最小允许脉冲宽度,也能够控制发动机排放和稳定的发动机操作。
应该理解,提供上述发明内容是为以简化形式介绍所选概念,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保护范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求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示意性地描绘内燃发动机的气缸的示例实施例。
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描绘根据本公开的用于操作包括进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统的内燃发动机的示例高水平流程图。
图4-图5描绘用于减少最小脉冲宽度问题的示例流程图。
图6示出经验确定的进气道燃料分数和直接燃料分数(DI/PFI分流比)的示例表。
图7示出根据本公开的用于将来自直接喷射器的最小燃料喷射质量维持在一定范围内的直接燃料喷射器的示例打开和关闭的图示。
具体实施方式
本说明书涉及用于在配置有多燃料喷射器系统(诸如每个气缸仅一个进气道喷射器和一个直接喷射器的双喷射系统)的发动机系统内操作进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的系统和方法。
在一个非限制性示例中,发动机可以如图1所示进行配置。另外,在图2描绘了相关联的燃料系统的额外部件。发动机控制器可以被配置为结合传感器和致动器(诸如图1-2中的传感器和致动器)执行控制程序,包括图3-图5所示的程序。例如,图3的程序示出利用图4-图5中的额外操作(诸如补偿达到最小脉冲宽度)以及经由图6的表示出的发动机运行控制方法来控制燃料喷射的总体方法。在适用的情况下,所述程序不仅对进气道喷射与直接喷射的比进行不同的调整,而且也对直接喷射的比进行不同的调整。在图7中描绘根据上述方法和系统进行操作的示例时间线。
现在转向图1,其示出可以被包括在汽车的推进系统中的多缸发动机10的一个气缸的示意图。通过包括控制器12的控制系统并通过车辆操作者132经由输入装置130的输入,可以至少部分地控制发动机10。在该示例中,输入装置130包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即,气缸)30可包括其中定位有活塞36的燃烧室壁32。在一些实施例中,活塞36在气缸30内部的面可具有碗状。活塞36可联接到曲轴40,使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。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。另外,起动器马达可经由飞轮联接到曲轴40,以实现发动机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与燃烧室30选择性地连通。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可通过控制器12经由进气凸轮51来控制。类似地,排气门54可通过控制器12经由排气凸轮53来控制。可替代地,可变气门致动器能够是电动机构、电液压机构或任何其他可想到的机构,以实现气门致动。在某些条件期间,控制器12可以改变被提供给致动器51和53的信号,以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可以分别通过气门位置传感器55和57来确定。在可替代实施例中,进气门和排气门中的一个或多个可以由一个或多个凸轮致动,并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作。例如,气缸30可以可替代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。
在一些实施例中,发动机10的每个气缸可以配置有一个或多个燃料喷射器,用于向所述气缸提供燃料。作为非限制性示例,示出了气缸30包括两个燃料喷射器166和170。所示燃料喷射器166直接联接到气缸30,用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-l的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到气缸30中。以这种方式,燃料喷射器166提供被称为燃料到燃烧气缸30中的直接喷射(在下文中被称为“DI”)。因此,燃料喷射器166是与气缸30连通的直接燃料喷射器。虽然图1将喷射器166示为侧喷射器,但其也可以位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞92的位置。当由于一些醇基燃料的较低的挥发性而使用醇基燃料来操作发动机时,这种位置可以改善混合与燃烧。可替代地,喷射器可以位于顶部并靠近进气门,以改善混合。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵、燃料轨的高压燃料系统172和驱动器168递送到燃料喷射器166。可替代地,通过单级(stage)燃料泵可以在较低的压力下递送燃料,在此情况下,压缩冲程期间的直接喷射燃料的正时比使用高压燃料系统的情况更受限制。另外,虽然未示出,但燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器(transducer)。喷射器通过使喷射器的枢轴(pintle)经由螺线管/电磁阀打开和关闭的信号驱动。发送到喷射器的脉冲信号控制其打开正时、关闭正时等。打开的宽度通常被映射到期望的燃料量,并且可以被称为脉冲宽度。喷射器可以具有最小脉冲宽度,在该脉冲宽度以下,喷射器不能正确或完全打开,并且因此对燃料喷射量的控制劣化。
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),而不是在气缸30中,这种配置提供被称为燃料到气缸30上游的进气道中的进气道喷射(在下文中被称为“PFI”)。燃料可从进气道递送到气缸30。因此,燃料喷射器170是与气缸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从控制器12接收的信号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。
在气缸的单个循环期间,燃料可以通过两个喷射器被递送到气缸。例如,每个喷射器可以递送在气缸30中燃烧的总燃料喷射的一部分。另外,从每个喷射器递送的燃料的分配和/或相对量可以随着工况而变化,诸如在下文中所描述的。喷射器166和170之间的总喷射燃料的相对分配可以被称为第一喷射比。例如,经由(进气道)喷射器170喷射用于燃烧事件的较大量的燃料可以是进气道喷射与直接喷射的较高第一比的示例,而经由(直接)喷射器166喷射用于燃烧事件的较大量的燃料可以是进气道喷射与直接喷射的较低第一比。注意,这些仅仅是不同喷射比的示例,并且可以使用各种其他喷射比。另外,应当理解,可以在打开进气门事件、关闭进气门事件期间(例如,基本上在进气冲程之前,诸如排气冲程期间)以及在打开和关闭进气门操作二者期间递送进气道喷射的燃料。类似地,例如,可以在进气冲程期间以及部分地在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间以及部分地在压缩冲程期间输送直接喷射的燃料。另外,直接喷射的燃料可以作为单个喷射或多个喷射进行递送。这些可以包括在压缩冲程期间的多个喷射、在进气冲程期间的多个喷射或在压缩冲程期间的一些直接喷射和在进气冲程期间的一些直接喷射的组合。当执行多个直接喷射时,进气冲程(直接)喷射和压缩冲程(直接)喷射之间的总直接喷射的燃料的相对分配可以被称为第二喷射比,在本文中也被称为分流比。例如,为1的分流比(或第二喷射比)可以包括所有直接喷射的燃料在进气冲程中被递送,并且没有直接喷射的燃料在压缩冲程中被递送。作为另一个示例,为0的分流比(或第二喷射比)可以包括所有直接喷射的燃料在压缩冲程中被递送,并且没有直接喷射的燃料在进气冲程中被递送。作为又一示例,为0.5的分流比(或第二喷射比)可以包括50%的直接喷射的燃料在进气冲程中被递送,以及剩余50%的直接喷射的燃料在压缩冲程中被递送。例如,在进气冲程期间喷射用于燃烧事件的较大量的直接喷射的燃料可以是进气冲程直接喷射的较高第二比的示例,而在压缩冲程期间喷射用于燃烧事件的较大量的燃料可以是进气冲程直接喷射的较低第二比的示例。注意,这些仅仅是不同喷射比的示例,且可以使用各种其他喷射比。
因此,即使对于单个燃烧事件,喷射的燃料可以从进气道喷射器和直接喷射器在不同正时被喷射。此外,对于单个燃烧事件,每个循环可以执行对递送的燃料的多个喷射。在压缩冲程、进气冲程或其合适的组合期间可以执行多个喷射。
如上所述,图1仅示出多缸发动机的一个气缸。因此,每个气缸类似地可以包括其自身一组进气门/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可以具有不同的特性。这些特性包括尺寸的差异,例如,一个喷射器可具有比另一个喷射器大的喷射孔。其他的差异包括但不限于不同的喷雾角、不同的操作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。此外,取决于所喷射燃料在喷射器170和166之间的分配比,可以实现不同的效果。
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,燃料箱可以容纳具有相同燃料品质/质量的燃料或可以容纳具有不同燃料品质(例如,不同的燃料组分)的燃料。这些差异可包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料混合物和/或其组合等。在一个示例中,具有不同醇含量的燃料可包括汽油、乙醇、甲醇或醇混合物,诸如E85(其为大约85%乙醇和15%汽油)或M85(其为大约85%甲醇和15%汽油)。其他含醇燃料可以是醇和水的混合物,醇、水和汽油的混合物等。在一些示例中,燃料系统172可以包括容纳液体燃料(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可以被配置为从相同的燃料箱、从不同的燃料箱、从多个相同的燃料箱或从一组重叠燃料箱喷射燃料。燃料系统172可以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的燃料系统详细所述,较低压力燃料泵175可以从燃料箱提升燃料,然后燃料由较高压力燃料泵173进一步加压。此外,较低压力燃料泵175可以向进气道喷射燃料轨提供燃料,而较高压力燃料泵173将燃料递送到直接喷射燃料轨。
在选择的操作模式下,点火系统88能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA,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,但是在一些实施例中,发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室能够在具有或不具有点火火花的压缩点火模式下操作。
进气通道42可包括分别具有节流板64和65的节气门62和63。在该具体示例中,节流板64和65的位置可通过控制器12经由提供给包含有节气门62和63的电动马达或致动器的信号来改变,这是通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式,可以操作节气门62和63来改变提供给燃烧室30以及其他发动机气缸的进气空气。节流板64和65的位置可通过节气门位置信号TP提供给控制器12。可以在沿进气通道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可以包括用于测量通过节气门63进入的清洁空气质量流量的质量空气流量传感器120。清洁空气质量流量可以经由MAF信号传送到控制器12。
发动机10还可包括压缩装置,诸如至少包括布置在进气歧管44上游的压缩机162的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器,压缩机162可至少部分地由沿排气通道48布置的涡轮机164(例如,经由轴)驱动。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,并且可不包括涡轮机。因此,经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个气缸的压缩量可通过控制器12改变。增压空气冷却器154可以被包括在压缩机162的下游且在进气门52的上游。例如,增压空气冷却器154可以被配置为冷却已被经由压缩机162压缩而加热的气体。在一个实施例中,增压空气冷却器154可以在节气门62的上游。压力、温度和质量空气流量可以在压缩机162下游被测量,诸如通过传感器145或147。测量的结果可以从传感器145和147分别经由信号148和149传送到控制器12。压力和温度可以诸如通过传感器153在压缩机162上游测量,并且经由信号155传送到控制器12。
另外,在所公开的实施例中,排气再循环(EGR)系统可以将期望的一部分排气从排气通道48引导到进气歧管44。图1示出高压EGR(HP-EGR)系统和低压EGR(LP-EGR)系统,但是可替代的实施例可仅包括LP-EGR系统。HP-EGR系统通过HP-EGR通道140从涡轮机164的上游被引导到压缩机162的下游。提供到进气歧管44的HP-EGR的量可以由控制器12经由HP-EGR阀142改变。LP-EGR通过LP-EGR通道150从涡轮机164的下游引导到压缩机162的上游。提供到进气歧管44的LP-EGR的量可以由控制器12经由LP-EGR阀152改变。例如,HP-EGR系统可以包括HP-EGR冷却器146,而LP-EGR系统可包括LP-EGR冷却器158以阻止热从EGR气体到达发动机冷却剂。因此,发动机10可包括HP-EGR系统和LP-EGR系统两者,以将排气引导回进气装置。
在一些条件下,EGR系统可用于调节燃烧室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传感器可以布置在EGR通道内,并且可以提供质量流量、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可以布置在HP-EGR通道140内。
在一些实施例中,一个或多个传感器可以定位在LP-EGR通道150内,以提供通过LP-EGR通道再循环的排气的压力、温度和空燃比中的一个或多个的指示。转向通过LP-EGR通道150的排气可以在位于LP-EGR通道150与进气通道42的接合处的混合点被新鲜进气空气稀释。具体地,通过与第一进气节气门63(在压缩机的上游定位在发动机进气装置的空气进气通道中)协调地调整LP-EGR阀152,可以调整EGR流的稀释度。
可以从发动机进气气体流中的传感器145的输出推断LP-EGR流的百分比稀释度。具体地,传感器145可以定位在第一进气节气门63的下游、LP-EGR阀152的下游且第二主进气节气门62的上游,使得可以精确确定主进气节气门处或附近的LP-EGR稀释度。例如,传感器145可以是氧传感器,诸如UEGO传感器。
所示排气氧传感器126在涡轮机164下游联接到排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空/燃比的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(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。
所示排放控制装置71和72沿排气氧传感器126下游的排气通道48布置。装置71和72可以是选择性催化还原(SCR)系统、三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。例如,装置71可以是TWC,而装置72可以是微粒过滤器(PF)。在一些实施例中,PF 72可以位于TWC 71的下游(如图1所示),而在其他实施例中,PF 72可以定位在TWC 71的上游(图1中未示出)。PF 72可包括烟粒负荷传感器198,其可经由信号PM将微粒物质负荷量传送到控制器12。
控制器12在图1中被示为微型计算机,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的用于可执冲程序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。除了先前讨论的那些信号之外,控制器12还可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,包括:来自质量空气流量传感器120的引入的质量空气流量(MAF)的测量值;来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(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可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。注意,可以使用上述传感器的各种组合,诸如使用MAF传感器而不使用MAP传感器,或者反之亦然。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。另外,该传感器连同检测的发动机转速能够提供被引入气缸中的充气(包括空气)的估计值。在一个示例中,也被用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲。控制器12从图1的各种传感器(以及下文所述的图2的各种传感器)接收信号,并且采用图1的各种致动器(以及下文所述的图2的各种致动器)来基于所接收的信号和存储在该控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。
存储介质只读存储器106能够编程有计算机可读数据,该计算机可读数据表示可由微处理器102执行以便执行下文中描述的方法以及被预期但是没有具体列出的其他变体的指令。可由控制器执行的示例程序在图3处进行描述。
图2示意性地示出燃料系统(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以将燃料递送到发动机(诸如图1的发动机10).燃料系统200可由控制器操作,以执行参考图3的工艺流程描述的操作的一部分或全部。
燃料系统200包括用于储存车载燃料的燃料储存箱210、较低压力燃料泵(LPP)212(本文中也被称为燃料提升泵212)以及较高压力燃料泵(HPP)214(本文中也被称为燃料喷射泵214)。可以将燃料经由燃料加注通道204提供给燃料箱210。在一个示例中,LPP 212可以是至少部分地设置在燃料箱210内的电动较低压力燃料泵。LPP 212可以由控制器222(例如,图1的控制器12)操作,以将燃料经由燃料通道218提供给HPP 214。LPP 212能够被配置为所谓的燃料提升泵。作为一个示例,LPP 212可以是包括电(例如,DC)泵马达的涡轮机(例如,离心)泵,由此可通过改变提供给泵马达的电功率来控制泵两端的压力增加和/或通过泵的体积流率,从而增加或减小马达转速。例如,当控制器减小提供给提升泵212的电功率时,可以减小体积流率和/或提升泵两端的压力增加。可以通过增加提供给提升泵212的电功率来增加体积流率和/或泵两端的压力增加。作为一个示例,能够从车载交流发电机或其他能量储存装置(未示出)获得供应给较低压力泵马达的电功率,由此控制系统能够控制用于为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,调整设置在较高压力燃料泵214的入口处的燃料的流率和压力。
LPP 212可以流体地联接到过滤器217,过滤器217可以去除燃料中所包含的可能潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。可以促进燃料递送并维持燃料管路压力的止回阀213可以流体地定位在过滤器217的上游。通过过滤器217上游的止回阀213,可以增加低压通道218的顺应性(compliance),因为过滤器的容积可以实体上/物理地(physically)较大。此外,可以使用泄压阀219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可以包括以特定的压力差安置和密封的滚珠(ball)和弹簧机构。泄压阀219可被配置为打开的压力差设定点可以采用各种合适的值;作为非限制性示例,设定点可以为6.4bar或5bar(g)。可以使用孔口223来允许空气和/或燃料蒸汽从提升泵212中泄放(bleed)。在223处的这种泄放还可用于为射流泵提供动力,射流泵用于在箱210内将燃料从一个位置传递到另一个位置。在一个示例中,孔口止回阀(未示出)可以与孔口223串联放置。在一些实施例中,燃料系统200可包括流体地联接到低压燃料泵212的一个或多个(例如,一系列)止回阀,以阻止燃料漏回阀的上游。在这种情况下,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并且从HPP 214到燃料轨的标称燃料流方向。
由LPP 212提升的燃料可以以较低的压力供应到通向HPP 214的入口203的燃料通道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(本文中也被称为第一喷射器组)中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提升的燃料也可以被供给到第二燃料轨260,第二燃料轨260联接到第二组进气道喷射器262(本文中也被为第二喷射器组)中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。如下所述,可以操作HPP 214,以将递送到第一燃料轨和第二燃料轨中的每一个的燃料的压力升高到提升泵压力以上,其中联接到直接喷射器组的第一燃料轨以可变高压操作,而联接到进气道喷射器组的第二燃料轨以固定高压操作。因此,高压燃料泵214与燃料轨260和燃料轨250中的每一个连通。因此,可以实现高压进气道喷射和直接喷射。高压燃料泵联接在低压提升泵的下游,而没有额外的泵定位在高压燃料泵和低压提升泵之间。
尽管示出了第一燃料轨250和第二燃料轨260中的每一个将燃料分配给相应的喷射器组252、262中的四个燃料喷射器,但是应当理解,每个燃料轨250、260可以将燃料分配给任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例,第一燃料轨250可将燃料分配给发动机的每个气缸的第一喷射器组252中的一个燃料喷射器,而第二燃料轨260可将燃料分配给发动机的每个气缸的第二喷射器组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中的每一个,并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每一个。控制器222,驱动器237、238和其他合适的发动机系统控制器能够包括控制系统。虽然驱动器237、238被示为在控制器222的外部,但是应当理解,在其他示例中,控制器222能够包括驱动器237、238,或者能够被配置为提供驱动器237、238的功能。控制器222可包括未示出的额外部件,诸如被包括在图1的控制器12中的部件。
HPP 214可以是发动机驱动的容积式泵。作为一个非限制性示例,HPP 214可以是BOSCH HDP5高压泵,其利用电磁激活的控制阀(例如,燃料体积调节器、磁性电磁阀等)236来改变每个泵冲程的有效泵容积。HPP的出口止回阀由外部控制器进行机械控制而不是电子控制。与马达驱动的LPP 212相比,HPP 214可以由发动机机械驱动。HPP 214包括泵活塞228、泵压缩室205(本文中也被称为压缩室)和梯状空间/室(step-room)227。泵活塞228经由凸轮230从发动机曲柄轴或凸轮轴接收机械输入,从而根据凸轮驱动的单缸泵的原理操作HPP。可以将传感器(图2中未示出)定位在凸轮230附近,以使得能够确定凸轮的角位置(例如,在0度和360度之间),角位置可以被转送到控制器222。
燃料系统200可选地还可包括蓄积器215。当包括蓄积器215时,蓄积器215可定位在较低压力燃料泵212的下游且在较高压力燃料泵214的上游,并且可被配置为容纳一定体积的燃料,其降低燃料泵212和214之间的燃料压力增加或减小的速率。例如,蓄积器215可以如图所示联接在燃料通道218中,或者联接在将燃料通道218联接到HPP 214的梯状空间227的旁通通道211中。蓄积器215的容积可经设定尺寸以使得发动机能够在空转条件下操作达在较低压力燃料泵212的操作间隔之间的预定时间段。例如,蓄积器215能够经设定尺寸以使得当发动机空转时,花费一分钟或更长时间来将蓄积器中的压力消耗到较高压力燃料泵214不能为燃料喷射器252、262维持足够高的燃料压力的水平。因此,蓄积器215可实现较低压力燃料泵212的间歇操作模式(或脉冲模式)。通过降低LPP操作的频率,功耗被降低。在其他实施例中,蓄积器215可固有地存在于燃料滤清器217和燃料通道218的顺应性,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之间沿燃料通道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入口压力的指示。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,以确定是否足够的燃料压力被提供到较高压力燃料泵214,使得较高压力燃料泵吸入液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地驱动。
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的入口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并联布置的在旁通通道279中的泄压阀272可限制位于HPP 214下游且在第一燃料轨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中的压力限制到上阈值压力(例如,200bar)。因此,如果控制阀236(有意或无意地)打开并且较高压力燃料泵214正在泵送时,泄压阀272可限制原本在燃料通道278中生成的压力。
一个或多个止回阀和泄压阀还可联接到在LPP 212下游且在HPP 214上游的燃料通道218。例如,可在燃料通道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比传感器231处的压力高10bar。
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可被配置为调节通过控制阀236到HPP 214中的燃料流。因此,电磁激活的控制阀236可以以第一模式进行操作,在第一模式中,阀236定位在HPP入口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,传递到燃料轨250的体积被改变。电磁阀还可以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(disabled),并且燃料能够行进到阀的上游和下游,并进出HPP 214。
因此,电磁激活的控制阀236可被配置为调节被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关闭正时,以调节被压缩的燃料的质量。例如,迟的压力控制阀关闭可减少吸入压缩室205中的燃料质量的量。电磁激活的止回阀打开正时和关闭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气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的容积的方向上行进时,HPP214处于压缩冲程。当活塞228在增加压缩室205的容积的方向上行进时,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(fuel rail)中。因此,在不要求直接喷射燃料泵操作的条件期间,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中的压力下降到接近提升泵(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的泄压设定,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,就仍可提供一定水平的润滑。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上阈值压力时朝向泵出口208自DI燃料轨250流出。因此,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。
提升泵可以以脉冲模式瞬时地操作,其中提升泵操作基于在提升泵出口处和高压泵入口处估计的压力进行调整。具体地,响应于高压泵入口压力降到燃料蒸汽压力以下,可操作提升泵,直到入口压力处于或高于燃料蒸汽压力。这降低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说明性示例呈现。可去除和/或改变图2所示的部件,同时当前未示出的额外部件可加到泵214,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以引导燃料从高压泵回流到泄压阀232和蓄积器215中的一个。例如,可操作控制阀236以在蓄积器215中生成燃料压力并且将其储存在蓄积器215中供以后使用。蓄积器215的一个用途在于,吸收由压缩泄压阀232的打开所造成的燃料体积流。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的体积变化/作为该体积变化的来源。蓄积器215的又一个用途在于,允许提升泵212的间歇操作,以获取对连续操作的平均的泵输入功率减小。
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的入口),而第二进气道喷射燃料轨260联接到HPP 214的入口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的入口、出口等,但应当理解,可存在到压缩室205中的单个管道。单个管道可用作入口和出口。具体地,第二燃料轨260在电磁激活的控制阀236上游且在止回阀234与泄压阀232下游的位置处联接到HPP入口203。另外,在提升泵212与进气道喷射燃料轨260之间可不需要额外泵。如下所述,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入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。即,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的调整阶段/向上移动(key-up),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关闭,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入口203进入低压燃料轨260,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。可变压力可包括在固定压力处的最小压力。
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的整体(bulk)燃料流基本上等于零,并且控制从高压燃料泵入口到PFI燃料轨260的整体燃料流。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的整体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的整体燃料流基本上等于零。在两种条件下,均可控制从HPP入口203到PFI燃料轨260的整体燃料流基本上大于零。当控制通向燃料轨250或260中的一个的燃料流基本上等于零时,到其中的燃料流在本文中可被称为禁用。
在图2所示的配置中,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,这两者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入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。阀门244和242结合工作以在泵进气冲程期间保持被加压到15bar的低压燃料轨260。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214中的每一个的操作,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定、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,电磁阀还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以及最小脉冲触发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。
以这种方式,图1-图2的部件启用一种系统,其包括:具有气缸的发动机;安装在气缸的进气道中的进气道燃料喷射器;直接安装在气缸中的直接燃料喷射器;用于感测发动机温度的温度传感器;以及控制器,其具有存储在存储器中的指令,当执行指令时,所述指令在起动期间使喷射器在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,调整进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
图3示出用于操作配置有多燃料喷射能力的发动机(诸如配置有图2的燃料系统200的图1的内燃发动机10)的示例方法300。具体地,方法300使得能够控制每个气缸的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器,同时监测并补偿接近最小燃料喷射器脉冲宽度的潜在操作。
用于实施方法300和本文所包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1-图2描述的传感器)接收的信号来执行。根据下述方法,控制器可以使用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
应当理解,根据情况(包括根据是存在热重起动发动机条件/状况(condition)还是存在冷发动机起动条件)可以不同地调整对给定气缸的进气道喷射与直接喷射的比和/或给定气缸的直接喷射分流的调整。另外,根据是否存在迟钝/劣化(hesitation)燃料(例如劣化的燃料品质),可以对最小脉冲宽度触发进行不同地处理。如果检测到迟钝燃料,则可以调整用于发动机的总燃料质量,同时维持进气道喷射与直接喷射的比在燃料喷射器的最小脉冲宽度和最大脉冲宽度的极限内。发动机起动条件可以基于起动时的发动机冷却剂温度、进气空气温度、环境温度和/或其组合。在一个示例中,该方法可以基于起动时相对于空气温度的发动机冷却剂温度来区分热发动机重起动和冷发动机起动,其中冷起动比热重起动处于更低的初始发动机温度。此外,热重起动可以包括自动发动机起停重起动,其中发动机在车辆停止时自动关闭,而与驾驶员的车辆关闭请求(例如,按下发动机停止按钮)无关。
在302处,该方法包括估计和/或测量发动机工况。这些工况可以包括例如发动机冷却剂温度、进气空气温度、环境温度、大气压力、驾驶员扭矩需求等。
在304处,该方法包括确认是否存在发动机起动条件。在一个示例中,响应于诸如经由主动式钥匙或被动式钥匙(passive key)的驾驶员用钥匙启动事件或车辆启动事件,可以确认发动机起动条件。响应于满足自动发动机重起动条件,诸如当电池荷电状态下降到阈值以下,或者存在对空气调节的需求时,可以可替代地确认发动机起动。
如果未确认发动机起动条件,则该方法移动到324,在324处,基于发动机转速/负荷条件调整包括燃料分流比(其可包括进气道喷射的燃料与直接喷射的燃料的比,以及进气冲程直接喷射的燃料相对于压缩冲程直接喷射的燃料的比)的发动机燃料喷射系统。例如,控制器可以参考图6的发动机转速/负荷图来确定要喷射的燃料量、(一种或多种)燃料喷射类型以及喷射次数。在一个示例中,在较低的发动机转速/负荷以及较低温/冷的发动机条件下,所有喷射的燃料可以在排气冲程或进气冲程中经由单个进气道喷射递送。作为另一个示例,在较高的发动机转速/负荷以及较温热的发动机条件下,所有喷射的燃料可以在进气冲程和/或压缩冲程中经由多个直接喷射递送。作为又一个示例,在中等转速-负荷下,燃料的一部分可以经由进气道喷射递送,并且燃料的剩余部分可以经由(单个或多个)直接喷射递送。
如果确认发动机起动,则在306处,可以确定在发动机起动时是否需要分流燃料喷射操作。如本文所使用的,分流喷射操作可以包括经由进气道喷射递送的给定气缸循环的总燃料的一部分,以及经由(单个或多个)直接喷射递送的给定气缸循环的总燃料的剩余部分。控制器可以参考根据发动机起动参数(诸如起动时的发动机温度)以及燃料的醇含量存储的查找表,以确定是否将为当前发动机起动启用分流喷射。在一个示例中,响应于发动机温度低于阈值,或者喷射的燃料的醇含量高于阈值,在发动机起动时可以启用分流燃料喷射。基于自发动机起动的第一燃烧事件起的燃烧事件次数可进一步确定分流比。
如果确定分流喷射,则在308处,确定PFI燃料与DI燃料的分流喷射比。在一个示例中,可以针对发动机冷起动(其中发动机起动时的发动机温度较低)和发动机热起动(其中发动机起动时的发动机温度较高)两种情况启用分流燃料喷射,然而,针对所述起动的进气道喷射的燃料与直接喷射的燃料的分流比可以是不同的。作为一个示例,在发动机冷起动期间,分流比可以包括在给定的气缸循环内进气道喷射的燃料与直接喷射的燃料的较高比(由于直接喷射的低温燃料的较高的微粒物质排放)。作为另一个示例,在发动机热起动期间,分流比可以包括在给定的气缸循环内进气道喷射的燃料与直接喷射的燃料的较低比(由于直接喷射的热燃料的较高效率)。在一个示例中,在308处的期望分流比可以是从控制器查找表(诸如图6的示例表)确定的基数。
参考图6,示出了用于确定在发动机循环期间用于供应给发动机的燃料总量的进气道燃料喷射器燃料分数和直接燃料喷射器燃料分数的表600。图6的表可为用于确定直接燃料喷射器燃料分数的基础,如图3的方法所述。竖直轴线表示发动机转速,并且沿竖直轴线标识发动机转速。水平轴线表示发动机负荷,并且沿水平轴线标识发动机负荷值。在该示例中,表单元格602包括由逗号分开的两个值。逗号左侧的值表示进气道燃料喷射器燃料分数,而逗号右侧的值表示直接燃料喷射器燃料分数。例如,对于对应于2000RPM和0.2负荷的表值保持经验确定的值0.4和0.6。值0.4或40%为进气道燃料喷射器燃料分数,而值0.6或60%为直接燃料喷射器燃料分数。因此,如果在发动机循环期间期望燃料喷射质量为1克燃料,则0.4克燃料为进气道喷射的燃料,而0.6克燃料为直接喷射的燃料。在其他示例中,该表可在每个表单元格处仅包含单个值,且可通过从值1中减去表中值确定对应值。例如,如果2000RPM和0.2负荷表单元格包含用于直接喷射器燃料分数的单个值0.6,则进气道喷射器燃料分数为1-0.6=0.4。
在该示例中,可观察到在较低的发动机转速和负荷处进气道燃料喷射分数最大。在中等水平的发动机转速和负荷处直接燃料喷射分数最大。进气道燃料喷射分数在较高发动机转速处增加,在较高发动机转速处,由于气缸燃烧事件之间的时间缩短,所以直接喷射燃料到气缸的时间可减少。可观察到如果发动机转速改变而发动机负荷不变,则进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数可改变。
返回到图3,在310处,可以确定直接喷射的燃料是否将在给定的气缸循环内作为单个喷射或多个喷射被递送。每个循环的DI喷射数目可以基于诸如发动机温度、喷射的燃料的醇含量、发动机烟粒负荷以及经由与直接喷射器的最小脉冲宽度相关的直接喷射所递送的燃料总量的条件来确定。
如果期望分流DI,则在312处,该方法包括确定DI/PFI分流比(即,作为进气道喷射递送的总燃料的部分相对于作为直接喷射递送的总燃料的部分)以及分流DI比(即,在进气冲程中递送的总直接喷射的燃料的部分相对于在压缩冲程中递送的总直接喷射的燃料的部分)。分流DI可以包括在给定循环内作为多个直接喷射递送的燃料,所述多个直接喷射包括多个进气冲程喷射、多个压缩冲程喷射或进气冲程喷射和压缩冲程喷射的组合。作为一个示例,当燃料的醇含量较高或发动机PM负荷较高时,可以启用分流DI,其中分流DI包括每个循环较多数目的喷射和/或在压缩冲程中递送的较大比例的直接喷射的燃料。作为另一个示例,当在给定的气缸循环内经由直接喷射递送的燃料总量增加时,可以启用分流DI,当经由DI递送的燃料总量超过最小量时,DI喷射的数目增加,最小量基于直接喷射器的最小脉冲宽度。
因此,在312处,DI燃料量被分流。在一个示例中,控制器可以获取在308处(从图6的表600)确定的(燃料比的)基本值,并以第一方式(例如,基于DI的总量)来修改基本燃料值。例如,可以用施加到在308处确定的基本DI/PFI比的校正因子来修改基本值,并且然后可以基于根据发动机转速/负荷以及温度(发动机温度和催化剂温度)确定的DI分流比来修改DI比。作为分流DI燃料比和分流DI/PFI燃料比的结果,一定量的总燃料作为单个进气道喷射被递送,并且剩余量的燃料作为多个进气冲程直接喷射和/或压缩冲程直接喷射被递送。作为一个示例,在发动机冷起动期间,可需要比DI系统单独能够提供的燃料质量更多的燃料质量。这可以是由于燃料喷射器静态流率或高压燃料泵排量的限制。在这种情况下,燃料质量从两个系统递送以满足总燃料质量要求。作为另一个示例,可需要DI喷射器用于催化剂加热或燃烧稳定性。如果总燃料质量要求发生变化,则仍需要DI喷射。在这种情况下,即使总燃料质量可能为富,控制器也可以继续DI喷射。
在316处,在按照预定的DI/PFI分流比递送燃料时,可以在最小脉冲宽度违规/冲突(violation)的情况下监测和补偿燃料喷射器脉冲宽度(对于DI喷射器和PFI喷射器两者)。其中,如参考图4所述,响应于气缸的多个直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,可以更新(例如,减小)进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,以使喷射器操作远离最小脉冲宽度区域。
如果未确认分流DI,则在314处,该方法包括确定期望的DI/PFI分流比,其包括作为单个进气道喷射递送的燃料量和作为单个进气冲程直接喷射或压缩冲程直接喷射递送的剩余燃料量。因此,与当启用分流DI时在312处确定的分流比相比,当禁用分流DI时,在314处可不同地确定分流比。作为示例,当禁用分流DI时确定的分流比可具有进气道喷射的燃料相较于直接喷射的燃料的较高的比。作为另一个示例,当启用分流DI时确定的分流比可具有直接喷射的燃料相较于进气道喷射的燃料的较高的比。因此,两个DI喷射(包括一个进气DI喷射和一个压缩DI喷射)可具有比一个单个喷射(进气或压缩)更高的最小燃料质量。因此,在DI系统中可需要更多的燃料来实现(honor)最小燃料质量。在314处,DI量不再被进一步分流(如在312和316处所进行的那样)。因此,在不使用额外的校正因子的情况下施加在308处确定的基本值。
在318,在按照预定的DI/PFI分流比递送燃料时,可以在最小脉冲宽度违规的情况下监测和补偿燃料喷射器脉冲宽度(对于DI喷射器和PFI喷射器两者)。其中,如参考图5所述,响应于气缸的进气道喷射或直接喷射中的任何一个达到最小直接喷射脉冲宽度,可以更新进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,使得仅在禁用燃料的进气道喷射时才经由直接喷射递送所有燃料。如参考图4-图5所述,与禁用分流DI时相比,当启用分流DI时,对最小脉冲宽度违规的补偿可以是不同的。这样做时,控制器可为多个DI喷射脉冲宽度提供足够的燃料质量以满足最小脉冲宽度限制。因此,如果请求的脉冲小于最小脉冲宽度,则DI燃料喷射器可不打开,或者递送的燃料质量可能非常不准确。
从316和318中的每一个,该方法移动到320以致动燃料喷射器,以便如果需要的话,以递送具有确定的补偿的确定的燃料喷射量。递送具有确定的喷射量和确定的补偿的燃料可以包括基于对DI/PFI分流比和DI分流比的确定的调整来调整喷射正时。作为示例,进气道燃料喷射和直接燃料喷射的开始正时可以根据进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比的减小来调整(例如,提前)。
现在转向图4,示出了用于响应于多个直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度来调整分流燃料喷射比的示例方法400。该方法允许在启用分流直接喷射时补偿燃料喷射器的最小脉冲宽度违规。因此,将燃料喷射维持在直接喷射器的最小燃料质量之上,从而减少发动机操作和排放变化。
在402处,该方法包括检索确定的分流燃料喷射比(包括在进气道喷射和直接喷射之间分流的燃料比,以及在进气冲程直接喷射和压缩冲程直接喷射之间分流的燃料比)。在检索该比时,控制器可以确定所述喷射中的任何一个是否低于对应的燃料喷射器的最小脉冲宽度(例如,进气道喷射量是否低于进气道燃料喷射器的最小脉冲宽度,或者多个直接喷射量中的任何一个是否低于直接燃料喷射器的最小脉冲宽度)。如果为否,则在420处,响应于分流燃料喷射的所有燃料喷射量高于其对应的喷射器的最小脉冲宽度,维持确定的DI/PFI分流比。此外,维持进气DI/压缩DI分流比。
如果所述喷射中的任何一个低于对应的喷射器的最小脉冲宽度,则在404处,可以确定是否存在发动机冷起动条件。例如,可以确定当环境温度低于阈值时是否满足发动机重起动条件。可替代地,可以确定在从上一次发动机关闭起经过了阈值持续时间之后是否确认发动机重起动状态。因此,在发动机冷起动期间,需要更多的燃料质量。单个燃料系统可不总是能够提供所有要求的燃料质量。另外,如果所有的燃料质量都是从一个系统喷射,则可存在巨大的PFI燃料积存部(puddle)或显著的气缸壁润湿(wetting)。因此,通过使在不同燃料系统之间的喷射分流,避免了此类问题。因此,在冷发动机重起动期间,控制器可以在热重起动的单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射。本文中,经由PFI相对于DI喷射的燃料量限定PFI/DI分流比,而在进气冲程中相对于压缩冲程喷射的燃料量限定DI分流比。另外,从至少部分地由高压直接喷射燃料泵加压的进气道燃料喷射轨喷射进气道燃料喷射。
如果确认发动机冷起动,则在406处,可以确定冷起动的多个直接喷射中的一个是否低于直接喷射器的最小脉冲宽度(PW)。如果为否,则可以推断进气道喷射低于进气道喷射器的最小脉冲宽度(PW)。响应于进气道喷射达到最小直接喷射脉冲宽度,在409处,该方法包括禁用进气道燃料喷射并维持多个分流直接喷射相对于彼此的比,同时维持该循环的总体燃料喷射量。在一个示例中,可以禁用进气道燃料喷射,同时可以将多个直接喷射中的每一个的脉冲宽度均等地增加(基于从控制器发送到燃料喷射器的信号),使得燃料进气道燃料喷射量均等地分配在多个直接燃料喷射之间。然后该方法退出。
如果确定分流直接喷射中的一个低于直接喷射器的最小脉冲宽度(PW),则在408处,可以进一步确定分流直接喷射中的多个(例如,两个或更多个或全部)是否低于直接喷射器的最小脉冲宽度(PW)。如果为否,则可以推断分流直接喷射量中的仅一个低于最小燃料喷射质量,而所有剩余的直接喷射都高于最小燃料喷射质量。因此,在412处,响应于在冷起动期间直接喷射中的仅一个达到最小直接喷射脉冲宽度,该方法包括减小进气道燃料喷射的燃料与直接燃料喷射的燃料的比(即,增加DI燃料与PFI燃料的比),同时维持直接喷射相对于彼此的比,并且同时还维持该循环的总体燃料喷射量。控制器可以通过基于从控制器发送到燃料喷射器的信号而增加直接喷射的脉冲宽度同时相应地减小进气道喷射的脉冲宽度来减小PFI:DI比值(或增加DI:PFI比值)。在一个示例中,减小PFI:DI的比值包括从50%的PFI:DI比转换到25%的PFI:DI的比值。可需要进行这种改变以确保递送DI喷射。除非更新的脉冲宽度不能适用,否则DI的喷射正时可保持不变。在这种情况下,可以提前正时以确保更新的脉冲能够适合于喷射窗口。
否则,在410处,响应于直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,该方法包括减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比(即,增加DI燃料与PFI燃料的比),同时调整分流直接喷射的比以使直接喷射中的每一个的量彼此更接近并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在一个示例中,减小PFI:DI的比值并调整分流直接喷射的比包括从80%的进气直接喷射与压缩直接喷射的比转换到50%的进气直接喷射与压缩直接喷射的比,以减少压缩喷射脉冲宽度小于燃料喷射器上允许的最小脉冲宽度的可能性。控制器可以通过基于从控制器发送到燃料喷射器的信号而增加直接喷射的脉冲宽度同时相应地减小进气道喷射的脉冲宽度来减小PFI:DI比值(或增加DI:PFI比值)并调节分流DI的比。在一个示例中,直接喷射中的每一个的脉冲宽度可以基于相对比增加不同的量。例如,具有较大燃料比的直接喷射可以增加较少的量,而具有较小燃料比的直接喷射可以增加较大的量,以使得直接喷射的量彼此更接近。
以这种方式,在冷发动机起动期间,控制器可以在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,控制器可以减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
返回到404,如果未确认冷起动条件,则推断出热发动机重起动。因此,在热发动机重起动期间,控制器可以在热重起动的单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射。本文中,经由PFI相对于经由DI喷射的燃料量限定PFI/DI分流比,而在进气冲程中相对于压缩冲程喷射的燃料量限定DI分流比。另外,从至少部分地由高压直接喷射燃料泵加压的进气道燃料喷射轨喷射进气道燃料喷射。
在430处,可以确定热起动的多个直接喷射中的一个是否低于直接喷射器的最小脉冲宽度(PW)。如果为否,则可以推断进气道喷射低于进气道喷射器的最小脉冲宽度(PW)。响应于进气道喷射达到最小直接喷射脉冲宽度,在438处,该方法包括禁用进气道燃料喷射并维持多个分流直接喷射相对于彼此的比,同时维持该循环的总体燃料喷射量。在一个示例中,可以禁用进气道燃料喷射,同时可以将多个直接喷射中的每一个的脉冲宽度均等地增加(基于从控制器发送到燃料喷射器的信号),使得燃料进气道燃料喷射量均等地分配在多个直接燃料喷射之间。然后该方法退出。
如果确定热起动的分流直接喷射中的一个低于直接喷射器的最小脉冲宽度(PW),则在432处,可以进一步确定分流直接喷射中的多个(例如,两个或更多个或全部)是否低于直接喷射器的最小脉冲宽度(PW)。如果为否,则可以推断分流直接喷射量中的仅一个低于最小燃料喷射质量,而所有剩余的直接喷射都高于最小燃料喷射质量。因此,在436处,响应于热起动直接喷射中的仅一个达到最小直接喷射脉冲宽度,该方法包括禁用热起动直接喷射中的较小者,同时维持热起动直接喷射燃料量与进气道喷射燃料量的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在一个示例中,在禁用热起动直接喷射中的较小者之后,控制器可以向进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器发送信号,以均等地增加进气道喷射和剩余的直接喷射的脉冲宽度,从而在剩余的进气道喷射与直接喷射之间均等地分配禁用的直接喷射中所包含的燃料质量。此外,如果DI喷射太接近最小脉冲宽度(例如,在最小脉冲宽度的阈值内),则多个DI喷射可以组合成单个喷射。例如,该比可以从40%的PFI:DI转换到100%的DI,以便减少DI喷射脉冲宽度太接近最小脉冲宽度的可能性。
否则,在434处,响应于热起动直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,该方法包括禁用热起动直接喷射中的一个,同时维持热起动进气道喷射与直接喷射的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在一个示例中,禁用压缩冲程直接喷射。此后,控制器可以向进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器发送信号,以均等地增加进气道喷射和剩余的(进气)直接喷射的脉冲宽度,从而在剩余的进气道喷射与进气冲程直接喷射之间均等地分配禁用的压缩冲程直接喷射中所包含的燃料质量。此外,如果DI喷射太接近最小脉冲宽度(例如,在最小脉冲宽度的阈值内),则多个DI喷射可以组合成单个喷射。例如,该比可以从40%的PFI:DI转换到100%的DI,以便减少DI喷射脉冲宽度太接近最小脉冲宽度的可能性。
如果在禁用压缩直接喷射之后,剩余的直接喷射仍然低于最小脉冲宽度,只有到那时,该方法可以进一步包括增加DI燃料与PFI燃料的比。
以这种方式,在热发动机起动期间,控制器可以在热重起动的单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于热重起动直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,控制器可以禁用热起动直接喷射中的较小者,同时维持热起动直接喷射燃料量与进气道喷射燃料量的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。
应当理解,在进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比减小的情况下,相对于基于温度和从起动算起的燃烧事件次数确定的进气道燃料喷射与直接燃料喷射的期望比,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。将进一步认识到,进气道燃料喷射与直接燃料喷射的开始正时可以根据进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比的减小来调整。作为示例,较早喷射可以比较晚喷射更延迟。这能够改善起动时间,因为更延迟的喷射正时允许较早的第一气缸作为用于燃烧的目标。另外,当发动机开始起动时,需要较少的燃料质量,因此能够改变进气道喷射与直接喷射的比,因为一个燃料系统可能够提供所需的所有燃料质量。
现在转向图5,示出了用于在不启用分流直接喷射时补偿燃料喷射器的最小脉冲宽度违规的示例方法500。
在502处,该方法包括检索确定的分流燃料喷射比(包括在单个进气道喷射和单个直接喷射之间分流的燃料比)。在检索该比时,控制器可以确定进气道喷射和直接喷射中的任何一个是否低于对应的燃料喷射器的最小脉冲宽度(例如,进气道喷射量是否低于进气道燃料喷射器的最小脉冲宽度,或者直接喷射量是否低于直接燃料喷射器的最小脉冲宽度)。如果为否,则在504处,响应于分流燃料喷射的所有燃料喷射量高于其对应的喷射器的最小脉冲宽度,维持确定的DI/PFI分流比。
如果所述喷射中的任何一个低于对应喷射器的最小脉冲宽度,则在506处,该方法包括禁用进气道喷射并且仅经由直接喷射来喷射。例如,可以增加直接喷射脉冲宽度以考虑原本将经由进气道喷射器递送的燃料。此外,可以提前直接喷射的正时(例如,开始正时),以使整个燃料脉冲宽度适合。再者,如果直接喷射量在更新以考虑禁用进气道喷射后超过阈值量,则可以将直接喷射分流成多个喷射。例如,如果期望多个喷射,并且由于PFI燃料质量被移动到DI因而燃料质量足以进行多个喷射,则直接喷射可分流成多个DI喷射。
现在转向图7,示出了示例燃料喷射调整。图700以曲线702示出发动机转速,以曲线704示出PFI/DI分流比,以曲线706示出压缩DI与进气DI分流比(DIc/DIi),以曲线708示出发动机温度,以曲线710-711示出(相对于最小脉冲宽度的)直接喷射脉冲宽度(包括在实线曲线711处的压缩DI脉冲宽度以及在虚线曲线710处的进气DI脉冲宽度),以曲线712示出(相对于最小脉冲宽度的)进气道喷射脉冲宽度,并且以曲线714示出发动机负荷。示出沿x轴随时间变化的所有曲线。
在t1之前,发动机可关闭。此时发动机温度可较低。在t1处,响应于发动机负荷的增加,确认发动机重起动。由于发动机重起动时发动机温度较低,确定发动机冷起动。响应于发动机重起动条件,发动机可以被起动转动,并且恢复发动机加燃料和燃料燃烧。
具体地,在t1处,基于包括发动机负荷和发动机温度的发动机工况,参考查找表来确定基本DI/PFI分流比。在所示的示例中,分流比包括相对较高比例的进气道喷射的燃料和相对较低比例的直接喷射的燃料(例如,0.8PFI和0.2DI)。另外,由于起动时的发动机温度较低,所以直接喷射的燃料量作为具有相对较高比例的压缩冲程直接喷射的燃料和相对较低比例的进气冲程直接喷射的燃料的分流DI喷射被递送。
在t1和t2之间,当发动机转速和负荷变化时,PFI/DI比变化,同时也改变分流DI比。在本示例中,当发动机转速增加时,随着压缩冲程直接喷射的燃料的比成比例地增加,进气冲程直接喷射的燃料的比减小。
在t2和t3之间,多个直接喷射脉冲宽度(在这里为进气冲程直接喷射的燃料的脉冲宽度)中的(仅)一个开始接近最小脉冲宽度(虚线Min)。为了减少最小脉冲宽度违规,当接近DI最小脉冲宽度时,DI/PFI分流比增加,如进气道喷射脉冲宽度逐步减小和直接喷射脉冲宽度的相应增加所示。同时,通过成比例地增加压缩冲程和进气冲程DI脉冲宽度来维持DI分流比。
在t4之后示出另一个发动机重起动。在t5处,接收到发动机重起动请求。本文中,由于发动机重起动时发动机温度较高,确定发动机热启动。响应于发动机重起动条件,发动机可以被起动转动,并且恢复发动机加燃料和燃料燃烧。基于包括发动机负荷和发动机温度的发动机工况,参考查找表来确定基本DI/PFI分流比。在所示的示例中,由于热起动条件,所有燃料质量通过DI系统递送,以提供最快和最稳健的起动时间。因此,PFI系统维持禁用,并且分流比包括较高比例的直接喷射的燃料。另外,由于起动时的发动机温度较高,所以直接喷射的燃料量作为具有相对较高比例的压缩冲程直接喷射的燃料和相对较低比例的进气冲程直接喷射的燃料的分流DI喷射被递送。
在t5和t6之间,当起动转动和初始发动机燃烧进行时,在进气冲程中递送的直接喷射燃料质量的比例减小,而压缩冲程喷射的燃料质量增加,同时可选地伴随压缩冲程DI喷射数目的增加。
在t6处,一旦经过了燃烧事件的阈值数目,启用进气道喷射,并且之后基于发动机负荷和发动机转速改变PFI/DI比,同时继续改变分流DI比。在本示例中,当发动机转速增加时,随着压缩冲程直接喷射的燃料的比成比例地增加,并随着进气道喷射的燃料的比增加,进气冲程直接喷射的燃料的比减小。
在t6和t7之间,多个直接喷射脉冲宽度(在这里为进气冲程直接喷射的燃料的脉冲宽度)中的(仅)一个开始接近最小脉冲宽度(虚线Min)。在t7处,为了减少最小脉冲宽度违规,当接近DI最小脉冲宽度时,禁用DI喷射中的较小者(在这里为进气冲程喷射),同时相应地增加压缩冲程DI喷射的脉冲宽度,同时维持DI/PFI分流比。压缩DI喷射的数目也可以增加。因此,如果DI喷射中的多个开始接近最小脉冲宽度,则可以已经禁用压缩冲程DI喷射,同时通过调整(例如,增加)进气冲程DI的脉冲宽度来增加DI/PFI比。
在t8处,由于发动机工况的变化,最小脉冲宽度违规可不再是问题。因此,恢复使用分流DI和使用分流PFI/DI的加燃料,其中,基于来自根据发动机转速和负荷存储的查找表的输入设定DI/PFI比和分流DI比。
以这种方式,可以控制燃料喷射比,以减少由于发动机工况的变化所造成的进气道喷射器和直接喷射器低于其各自的最小脉冲宽度的偏移(excursion)。具体地,可以控制燃料喷射比,同时燃料作为分流DI/PFI递送,而不管DI燃料是作为单个喷射还是分流喷射被递送。通过减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时调整直接喷射的比以使得当直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度时,直接喷射中的每一个的量彼此更接近,能够提高发动机起动期间的分流直接喷射的有效性,同时维持每个循环的总体燃料喷射量。相比之下,通过减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时当直接喷射中的仅一个达到最小直接喷射脉冲宽度时维持直接喷射相对于彼此的比,能够维持DI分流比,同时维持该循环的总体燃料喷射量。此外,在燃料喷射转换期间,特别是在进气道燃料喷射器被联接到至少部分经由也用于对直接喷射燃料轨加压的高压燃料泵加压的高压进气道燃料喷射轨时,能够更好地管理发动机排放。通过减少进气道燃料喷射器与直接燃料喷射器向最小允许脉冲宽度区域的偏移,即使当DI/PFI比响应于波动的发动机条件而波动时,也能够改善发动机排放和燃烧稳定性。总体发动机性能得到改善。
一个示例方法包括:在冷发动机起动期间,在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。在前述示例中,另外地或可选地,响应于直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时调整直接喷射的比,以使直接喷射中的每一个的量更接近彼此,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,响应于直接喷射中的仅一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时维持直接喷射相对于彼此的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,该方法还包括,响应于进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射并维持直接喷射相对于彼此的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,该方法还包括,在热发动机重起动期间,在热重起动的单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于热起动直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,禁用热起动直接喷射中较小者,同时维持热起动直接喷射燃料量与进气道喷射燃料量的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,该方法还包括,响应于热起动进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射,并且维持直接喷射相对于彼此的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,该方法还包括,响应于热起动直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,禁用热起动直接喷射中的一个,同时维持热起动进气道喷射与直接喷射的比,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,相对于基于温度和从起动算起的燃烧事件次数确定的进气道燃料喷射与直接燃料喷射的期望比,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,从至少部分地由高压直接喷射燃料泵加压的进气道燃料喷射轨喷射进气道燃料喷射。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,根据进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比的减小调整进气道燃料喷射与直接燃料喷射的开始正时。
另一个示例方法包括:在起动期间,在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;响应于冷起动条件且直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比;并且响应于热重起动条件且直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,禁用直接喷射中较小者,同时维持直接喷射与进气道喷射的比。在前述示例中,另外地或可选地,响应于冷起动条件且直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时调整直接喷射的比,以使直接喷射中的每一个的量更接近彼此,并且同时维持该循环的总体燃料喷射量。在任何或所有前述实施例中,另外地或可选地,响应于冷起动条件且直接喷射中的仅一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,同时维持直接喷射相对于彼此的比。在任何或所有前述实施例中,另外地或可选地,响应于冷起动条件且进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射并维持直接喷射相对于彼此的比。在任何或所有前述实施例中,另外地或可选地,该方法还包括,响应于热起动条件且进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射并维持直接喷射相对于彼此的比。在任何或所有前述实施例中,另外地或可选地,该方法还包括,响应于热起动条件且直接喷射中的多个达到最小直接喷射脉冲宽度,禁用直接喷射中的一个,同时维持进气道喷射与直接喷射的比。在任何或所有前述实施例中,另外地或可选地,从至少部分由高压直接喷射燃料泵加压的进气道燃料喷射轨喷射进气道燃料喷射。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,根据进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比的减小调整进气道燃料喷射与直接燃料喷射的开始正时。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,该方法还包括,响应于起动后的预热(warmed-up)发动机运行条件,根据速度负荷确定进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,发动机为用涡轮机驱动的压缩机压缩进气空气的增压发动机。
另一个示例系统包括:具有气缸的发动机;安装在气缸的进气道中的进气道燃料喷射器;直接安装在气缸中的直接燃料喷射器;用于感测发动机温度的温度传感器;以及控制器,其具有存储在存储器中的指令,当执行指令时,所述指令在起动期间使喷射器在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于直接喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,调整进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
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保护。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 (20)
1.一种用于发动机的方法,其包括:
在发动机冷起动期间,在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;以及
响应于所述直接燃料喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
2.根据权利要求1所述的方法,其中响应于所述直接燃料喷射中的多个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比,同时调整直接燃料喷射的比,以使所述直接燃料喷射中的每一个的量更接近彼此,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
3.根据权利要求1所述的方法,其中响应于所述直接燃料喷射中的仅一个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比,同时维持直接燃料喷射相对于彼此的比,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
4.根据权利要求1所述的方法,其还包括响应于所述进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射并且维持直接燃料喷射相对于彼此的比,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
5.根据权利要求1所述的方法,其还包括在发动机热起动期间,在热起动的单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;并且响应于热起动直接燃料喷射中的一个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,禁用所述热起动直接燃料喷射中的较小者,同时维持热起动直接燃料喷射燃料量与进气道燃料喷射燃料量的比,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
6.根据权利要求5所述的方法,其还包括响应于热起动进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射,并且维持直接燃料喷射相对于彼此的比,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
7.根据权利要求5所述的方法,其还包括响应于所述热起动直接燃料喷射中的多个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,禁用所述热起动直接燃料喷射中的一个,同时维持热起动进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
8.根据权利要求1所述的方法,其中相对于基于温度和从所述发动机冷起动算起的燃烧事件次数确定的进气道燃料喷射与直接燃料喷射的期望比,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比。
9.根据权利要求1所述的方法,其中从至少部分由高压直接喷射燃料泵加压的进气道燃料喷射轨喷射所述进气道燃料喷射。
10.根据权利要求1所述的方法,其中根据进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比的所述减小调整所述进气道燃料喷射与直接燃料喷射的开始正时。
11.一种用于发动机的方法,其包括:
在起动期间,在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;
响应于冷起动状况且所述直接燃料喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比;以及
响应于热起动状况且所述直接燃料喷射中的一个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,禁用所述直接燃料喷射中的较小者,同时维持直接燃料喷射与进气道燃料喷射的比。
12.根据权利要求11所述的方法,其中响应于冷起动状况且所述直接燃料喷射中的多个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比,同时调整直接燃料喷射的比,以使所述直接燃料喷射中的每一个的量更接近彼此,并且同时维持所述循环的总体燃料喷射量。
13.根据权利要求12所述的方法,其中响应于冷起动状况且所述直接燃料喷射中的仅一个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,减小进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比,同时维持直接燃料喷射相对于彼此的比。
14.根据权利要求13所述的方法,其中响应于冷起动状况且所述进气道燃料喷射达到最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射并维持直接燃料喷射相对于彼此的比。
15.根据权利要求14所述的方法,其还包括响应于热起动状况且所述进气道燃料喷射达到所述最小进气道燃料喷射脉冲宽度,禁用进气道燃料喷射并维持直接燃料喷射相对于彼此的比。
16.根据权利要求15所述的方法,其还包括响应于热起动状况且所述直接燃料喷射中的多个达到所述最小直接喷射脉冲宽度,禁用所述直接燃料喷射中的一个,同时维持进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
17.根据权利要求16所述的方法,其中从至少部分地由高压直接喷射燃料泵加压的进气道燃料喷射轨喷射所述进气道燃料喷射。
18.根据权利要求11所述的方法,其中根据进气道燃料喷射与直接燃料喷射的所述比的减小调整所述进气道燃料喷射与直接燃料喷射的开始正时。
19.根据权利要求11所述的方法,其还包括响应于所述起动后的预热发动机运行状况,根据速度负荷确定进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比,所述发动机为用涡轮机驱动的压缩机压缩进气空气的增压发动机。
20.一种发动机系统,其包括:
发动机,其具有气缸;
进气道燃料喷射器,其安装在所述气缸的进气道中;
直接燃料喷射器,其直接安装在所述气缸中;
温度传感器,其用于感测发动机温度;以及
控制器,其具有存储在存储器中的指令,当执行所述指令时,所述指令用于:
在起动期间,使所述喷射器在单个气缸循环期间喷射进气道燃料喷射、进气冲程直接燃料喷射和压缩冲程直接燃料喷射;以及
响应于所述直接燃料喷射中的一个达到最小直接喷射脉冲宽度,调整进气道燃料喷射与直接燃料喷射的比。
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Legal Events
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