專利名稱：用于提前點(diǎn)火控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于響應(yīng)提前點(diǎn)火檢測(cè)而控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一些工況下，具有高壓縮比或者被增壓以增加比輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)可能易于發(fā)生低速提前點(diǎn)火燃燒事件。由于提前點(diǎn)火所導(dǎo)致的過(guò)早燃燒能夠產(chǎn)生非常高的汽缸壓力，并且能夠?qū)е骂愃朴谌紵鸬蔷哂懈蟮膹?qiáng)度的燃燒壓力波動(dòng)。已經(jīng)研發(fā)出根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況預(yù)測(cè)和/或較早檢測(cè)提前點(diǎn)火的對(duì)策。此外，在檢測(cè)之后，可以采取各種提前點(diǎn)火減輕步驟。
例如，可以調(diào)節(jié)燃料噴射正時(shí)(例如，提前)以減輕提前點(diǎn)火。在一個(gè)例子中，通過(guò)較早地噴射至少一些燃料，可以實(shí)現(xiàn)汽缸進(jìn)氣冷卻，這減少非正常汽缸燃燒事件的可能性。但是，提前噴射正時(shí)可以使噴射的燃料碰撞汽缸壁并且使汽缸壁潮濕。從汽缸壁落下的燃料微滴又能夠在燃燒混合物中產(chǎn)生低辛烷物質(zhì)，其作為汽缸提前點(diǎn)火的點(diǎn)火源。因此，可能不能實(shí)現(xiàn)希望的提前點(diǎn)火減輕。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在一個(gè)例子中，通過(guò)操作包括燃料噴射器的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法可以至少部分地解決至少一些以上問(wèn)題。一個(gè)示例實(shí)施例包括，根據(jù)提前點(diǎn)火的指示(indication)調(diào)節(jié)噴射到汽缸的燃料噴射的角度。以這種方式，可以控制每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的射束樣型，以減輕燃料對(duì)汽缸壁的碰撞，并且改進(jìn)充氣冷卻，因而減少汽缸中提前點(diǎn)火的發(fā)生。在一個(gè)例子中，該方法還包括根據(jù)提前點(diǎn)火指示調(diào)節(jié)射束方向。在另一個(gè)例子中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以從汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)估計(jì)汽缸提前點(diǎn)火的可能性。根據(jù)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，汽缸可以在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中通過(guò)一次或多次噴射的富噴射或稀噴射提供燃料。在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中噴射的次數(shù)和每次噴射的正時(shí)可以根據(jù)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。響應(yīng)較早噴射正時(shí)(例如，比較接近BDC的噴射正時(shí))，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以減小由燃料噴射器噴射的燃料的射束角，以減少汽缸壁碰撞。比較而言，響應(yīng)較遲的噴射正時(shí)(例如，比較接近TDC的噴射正時(shí))，控制器可以增加射束角，以增加噴射在活塞頭部上的燃料并改善空氣燃料混合?？刂破魍瑯涌梢哉{(diào)節(jié)燃料噴射器的射束方向(或取向)。以這種方式，可以調(diào)節(jié)噴射在汽缸中的燃料的射束樣型以提供對(duì)流冷卻而不增加非正常燃燒事件的可能性。通過(guò)根據(jù)相應(yīng)的汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的射束樣型，可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)提前點(diǎn)火，即使不同的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸具有不同的提前點(diǎn)火的可能性。而且，通過(guò)調(diào)節(jié)燃料噴射的射束角，可以改善汽缸空氣燃料混合以減少排氣排放并且增加功率輸出。以這種方式，能夠減少由于提前點(diǎn)火引起的發(fā)動(dòng)機(jī)衰退(degradation),同時(shí)改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性和排氣排放。在另一個(gè)例子中,操作包括具有第一較高的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的第一汽缸和具有第二較低的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的第二汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括根據(jù)第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)以第一射束角在第一汽缸中噴射燃料；和根據(jù)第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，以不同的第二射束角在同一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中在第二汽缸中噴射燃料；其中在第一汽缸中噴射燃料包括在該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中以較大的噴射次數(shù)噴射燃料，在第一汽缸中噴射的次數(shù)和每次噴射的正時(shí)基于第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，并且其中在第二汽缸中噴射燃料包括在該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中以較小的噴射次數(shù)噴射燃料，在第二汽缸中噴射的次數(shù)和每次噴射的正時(shí)基于第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。在另一個(gè)例子中，調(diào)節(jié)第一汽缸的燃料噴射和第二汽缸的燃料噴射，以使第一和第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)變成共同的點(diǎn)火計(jì)數(shù)，同時(shí)保持排氣空氣燃料比在化學(xué)計(jì)量或接近化學(xué)計(jì)量。在另一個(gè)例子中，該方法還包括響應(yīng)第一汽缸中提前點(diǎn)火的發(fā)生調(diào)節(jié)第一射束角而不調(diào)節(jié)第二射束角，和響應(yīng)第二汽缸中提前點(diǎn)火的發(fā)生調(diào)節(jié)第二射束角而不調(diào)節(jié)第一射束角?！ぴ诹硪粋€(gè)例子中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)；具有第一較高的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的第一發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸；具有第二較低的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的第二發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸；構(gòu)造成將燃料和/或稀釋劑噴射到第一汽缸中的第一燃料噴射器；構(gòu)造成將燃料和/或稀釋劑噴射到第二汽缸中的第二燃料噴射器；構(gòu)造成識(shí)別第一和/或第二汽缸中的提前點(diǎn)火的爆震傳感器；和具有計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，該控制器用于在第一汽缸中分流(split)噴射燃料以使第一汽缸富化，該分流噴射的噴射正時(shí)和次數(shù)基于第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)；根據(jù)該分流噴射調(diào)節(jié)第一燃料噴射器的第一射束角；在第二汽缸中單次噴射燃料以使第二汽缸稀化，該單次噴射的正時(shí)基于第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)；以及根據(jù)該單次噴射調(diào)節(jié)第二燃料噴射器的第二射束角。在另一個(gè)例子中，調(diào)節(jié)該第一射束角包括，當(dāng)分流噴射的正時(shí)接近TDC時(shí)，增大第一射束角，其中調(diào)節(jié)第二射束角包括，當(dāng)單次噴射的正時(shí)接近BDC時(shí)，減小第二射束角。在另一個(gè)例子中，調(diào)節(jié)富化和稀化以使第一和第二汽缸變成共同的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。在另一個(gè)例子中，控制器包括指令，用于根據(jù)第一燃料噴射器的出口幾何形狀進(jìn)一步調(diào)節(jié)第一射束角，并且根據(jù)第二燃料噴射器的出口幾何形狀進(jìn)一步調(diào)節(jié)第二射束角。在另一個(gè)例子中，調(diào)節(jié)第一射束角包括調(diào)節(jié)第一燃料噴射器的占空比以調(diào)節(jié)第一燃料噴射器的軸針(pintle)高度，并且其中調(diào)節(jié)第二射束角包括調(diào)節(jié)第二燃料噴射器的占空比以調(diào)節(jié)第二燃料噴射器的軸針高度。應(yīng)當(dāng)理解，提供上面的概述是以簡(jiǎn)單的形式介紹選擇的構(gòu)思，這種構(gòu)思在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述。這并不意味著視為指出所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵的或本質(zhì)特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由權(quán)利要求唯一地限定。而且，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或本發(fā)明的任何部分指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。


圖I是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖2A示出圖I的燃燒室和燃料系統(tǒng)的詳細(xì)視圖。圖2B示出圖2A的燃料噴射器的詳細(xì)視圖。圖3示出響應(yīng)于提前點(diǎn)火的指示調(diào)節(jié)燃料噴射的射束角的高級(jí)流程圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例射束角調(diào)節(jié)。
具體實(shí)施例方式下面的描述涉及響應(yīng)于提前點(diǎn)火的指示而調(diào)節(jié)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)(例如圖I和2的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的每個(gè)汽缸的燃料射束角的方法和系統(tǒng)。根據(jù)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的提前點(diǎn)火的傾向性，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以以分流噴射(在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中有多次噴射)的形式將燃料噴射到一些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中，而到其他汽缸中的燃料噴射為單次噴射。每次噴射的正時(shí)和次數(shù)可以基于汽缸提前點(diǎn)火的計(jì)數(shù)。于是，基于該噴射的正時(shí)和次數(shù)，可以調(diào)節(jié)噴射的射束角以減少噴射的燃料對(duì)汽缸壁的碰撞?？刂破骺梢赃\(yùn)行示例程序，如圖3所示，以根據(jù)汽缸的提前點(diǎn)火歷史調(diào)節(jié)噴射的噴射模式、正時(shí)和次數(shù)，以及射束角，以便減少其他提前點(diǎn)火的發(fā)生。射束角也可以根據(jù)噴射器出口幾何形狀來(lái)調(diào)節(jié)。示例射束角調(diào)節(jié)示于圖4。以這種方式，提前點(diǎn)火可以被減輕并且可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。圖I是示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)汽缸的示意圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和來(lái)自車輛操作者130通過(guò)輸入裝 置132的輸入至少部分地控制。在這個(gè)例子中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成正比的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(即汽缸)30可以包括燃燒室壁136和設(shè)置在其中的活塞138?；钊?38可以連接于曲軸140以便使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸140可以經(jīng)由中間傳動(dòng)系統(tǒng)連接于車輛的至少一個(gè)主動(dòng)輪。而且，啟動(dòng)馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪連接于曲軸140以能夠啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行。汽缸30可以經(jīng)由一系列進(jìn)氣通道142、144和146接收進(jìn)氣。除了汽缸30之外進(jìn)氣通道146可以與發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸連通。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道可以包括諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器的增壓裝置。例如，圖I示出構(gòu)造成具有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)10，該渦輪增壓器包括設(shè)置在進(jìn)氣通道142和144之間的壓縮機(jī)174，和沿著排氣通道148設(shè)置的排氣渦輪176。壓縮機(jī)174可以經(jīng)由軸180至少部分地由排氣渦輪176推動(dòng)，其中增壓裝置構(gòu)造成渦輪增壓器。但是，在例如發(fā)動(dòng)機(jī)10具有機(jī)械增壓器的另一些例子中，排氣渦輪176可以選擇地省去，其中壓縮機(jī)174可以由來(lái)自馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸入推動(dòng)。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門20可以沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道設(shè)置，用于改變提供給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣的流速和/或壓力。例如，節(jié)氣門20可以設(shè)置在壓縮機(jī)174的下游，如圖I所示，或可以替換地設(shè)置在壓縮機(jī)174的上游。排氣通道148可以接收除了汽缸30之外來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸的排氣。排氣傳感器128被示出在排放控制裝置178的上游連接于排氣通道148。傳感器128可以從用于提供排氣空氣/燃料比的指示的各種合適的傳感器選擇，例如，諸如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO (如所描述的)、HEG0(加熱的EG0)、N0x、HC或CO傳感器。排氣控制裝置178可以是三元催化器(TWC)、N0X捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。排氣溫度可以通過(guò)設(shè)置在排氣通道148中的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(未示出)估計(jì)?？商鎿Q地，排氣溫度可以根據(jù)諸如速度、負(fù)荷、空氣燃料比(AFR)、點(diǎn)火延遲等發(fā)動(dòng)機(jī)工況推知。而且，排氣溫度可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)排氣傳感器128計(jì)算。應(yīng)當(dāng)明白，排氣溫度可以可替代地通過(guò)這里列出的溫度估計(jì)方法的任何組合來(lái)估計(jì)。
發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)或多個(gè)排氣門。例如，汽缸30被示出包括設(shè)置在汽缸30的上部區(qū)域的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥150和至少一個(gè)排氣提升閥156。在一些實(shí)施例中，包括汽缸30的發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括在汽缸的上部區(qū)域的至少兩個(gè)進(jìn)氣提升閥和至少兩個(gè)排氣提升閥。進(jìn)氣門150可以通過(guò)經(jīng)由凸輪致動(dòng)系統(tǒng)151的凸輪致動(dòng)被控制器12控制。同樣，排氣門156可以經(jīng)由凸輪致動(dòng)系統(tǒng)153被控制器12控制。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)151和153每個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)凸輪并且可以利用如下系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)，可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門提升(VVL)系統(tǒng)，其可以由控制器12操作以改變氣門的運(yùn)行。進(jìn)氣門150和排氣門156的位置可以分別由氣門位置傳感器155和157確定。在可替代實(shí)施例中，進(jìn)氣和/或排氣門可以通過(guò)電動(dòng)氣門致動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制。例如，汽缸30可以可替代地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門致動(dòng)系統(tǒng)控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門。在又一些其他實(shí)施例中，進(jìn)氣門和進(jìn)氣門可以經(jīng)由共同的氣門致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)、或可變氣門正時(shí)致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制。汽缸30可以具有壓縮比，是當(dāng)活塞138處在下止點(diǎn)和上止點(diǎn)時(shí)容積比。常規(guī)上， 壓縮比在9 I到10 I的范圍內(nèi)。但是在一些使用不同燃料的實(shí)施例中，壓縮比可以增力口。例如當(dāng)利用較高的辛烷燃料或具有較高蒸氣潛焓的燃料時(shí)這可能發(fā)生。如果利用直接噴射，由于其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的影響壓縮比也可以增加。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括用于開始燃燒的火花塞192。在選擇的運(yùn)行模式下，點(diǎn)火系統(tǒng)190可以響應(yīng)來(lái)自控制器12的火花提前信號(hào)SA通過(guò)火花塞192為燃燒室30提供點(diǎn)火火花。但是，在一些實(shí)施例中，火花塞192可以被省去，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)10可以通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火或通過(guò)噴射燃料啟動(dòng)燃燒的情況下，這可以是在一些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以構(gòu)造成具有一個(gè)或多個(gè)用于為其提供燃料的燃料噴射器。作為非限制性的例子，汽缸30被示出包括一個(gè)燃料噴射器166。燃料噴射器166被示出直接連接于汽缸30，為了與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器168從控制器12所接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成正比將燃料直接噴射在其中。以這種方式，燃料噴射器166提供所謂的燃料直接噴射(以下也叫做“DI”)到燃燒室30中。雖然圖I將噴射器166示出為側(cè)面噴射器，但是它也可以設(shè)置在活塞的頂上，例如靠近火花塞192的位置。當(dāng)用醇基的燃料運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于這種以醇基的燃料的較低揮發(fā)性，這樣的位置可以改進(jìn)混合和燃燒?？商娲兀瑖娚淦骺梢钥拷M(jìn)氣門設(shè)置在進(jìn)氣門頂上以改善混合。燃料可以經(jīng)由高壓燃料系統(tǒng)80提供給燃料噴射器166，燃料系統(tǒng)80包括圖2A示意地示出并且在這里詳細(xì)地討論的燃料箱、燃料泵和燃料導(dǎo)軌?？商娲?，燃料可以通過(guò)單級(jí)燃料泵以較低的壓力提供，其中直接燃料噴射正時(shí)的情況在壓縮沖程期間比如果利用高壓燃料系統(tǒng)可能被更多地限制。而且，雖然沒(méi)有示出，但是燃料箱可以具有向控制器12提供信號(hào)的壓力傳感器。應(yīng)當(dāng)明白，在可替代實(shí)施例中，噴射器166可以是將燃料提供給汽缸30上游的進(jìn)氣道的進(jìn)氣道燃料噴射器。正如上面所述，圖I僅僅示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸。因此每個(gè)汽缸可以同樣包括其自己的一組進(jìn)氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。燃料系統(tǒng)80中的燃料箱可以儲(chǔ)存具有不同燃料質(zhì)量的燃料，例如不同的燃料組分。這些不同可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的蒸發(fā)熱、不同的燃料混合物、和/或其組合等。示例燃料包括E85 (其包括約85%的醇和15%的汽油的混合物)、ElO (其包括約10%的醇和90%的汽油的混合物)、100%汽油或它們之間的混合物。又一些燃料包括甲醇、柴油、氫、生物柴油等。圖I中的控制器12被示出為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理單元(CPU) 106、輸入/輸出端口(I/O) 108、在這個(gè)具體的例子中示為只讀存儲(chǔ)器芯片(ROM) 110的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 112、?；畲鎯?chǔ)器(KAM) 114和數(shù)據(jù)總線。控制器12可以接收來(lái)自連接于發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，除了前面討論過(guò)的那些信號(hào)之外，還包括來(lái)自質(zhì)量空氣流量傳感器122的對(duì)吸入的質(zhì)量空氣流量(MAF)的測(cè)量值；來(lái)自連接于冷卻套118的溫度傳感器116的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來(lái)自連接于曲軸140的霍爾效應(yīng)傳感器120 (或其他類型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP);來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);來(lái)自傳感器124的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)(MAP);來(lái)自EGO傳感器128的汽缸AFR ；以及來(lái)自爆震傳感器和曲軸加速度傳感器的非正常燃燒?？刂破?2可以從信號(hào)PIP產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、RPM。來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可以用來(lái)提供進(jìn)氣歧管中真空或壓力的指示。 存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器110可以用表示由處理器106可執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，用于執(zhí)行下面所描述的方法以及預(yù)先考慮到但是沒(méi)有列出的其他變型。圖2A示出包含在圖I所示的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃燒室30和相關(guān)燃料系統(tǒng)80的詳細(xì)視圖。燃料系統(tǒng)80可以包括至少部分地封裝泵204的燃料箱202。在一些例子中，泵204可以是電子致動(dòng)的提升泵。但是，在其他示例中泵204可以是另一種合適類型的泵，例如機(jī)械驅(qū)動(dòng)的泵、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力泵等。泵204可以電子地連接于圖I所示控制器12。繼續(xù)參考圖2A，燃料過(guò)濾器206可以經(jīng)由燃料管線208連接于泵。燃料過(guò)濾器可以構(gòu)造成從燃料中除去不想要的顆粒物。燃料導(dǎo)軌210可以經(jīng)由燃料管線212連接于燃料過(guò)濾器。同樣，燃料噴射器166可以連接于燃料導(dǎo)軌。應(yīng)當(dāng)明白，燃料導(dǎo)軌210可以構(gòu)造成向包含在多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的多個(gè)直接燃料噴射器提供燃料。燃料噴射器166可以構(gòu)造成在某些工況期間直接向汽缸提供燃料射束213。燃料系統(tǒng)中可以包括附加的或替代的部件。這些部件可以包括但不限于設(shè)置在提升泵下游的機(jī)械地致動(dòng)的泵(未示出)、設(shè)置在提升泵下游的一個(gè)或多個(gè)止回閥(未示出)、連接于提升泵下游的一個(gè)或多個(gè)電磁閥(未示出)，流體地連接于提升泵的下游并連接于燃料箱的無(wú)回流燃料管路(未示出)等。圖2B示出燃料噴射器166的詳細(xì)視圖。在所示的例子中，燃料噴射器包括主體214、噴嘴216和閥218。噴嘴可以構(gòu)造成直接向燃燒室30提供燃料射束213。該燃料射束具有射束角9。燃料噴射器166構(gòu)造成具有可變的噴射器目標(biāo)，其中噴嘴的射束角和/或方向(取向)被改變，以改變?nèi)剂显谌紵抑袊娚涞膮^(qū)域。也就是說(shuō)，噴射器可以被操縱以產(chǎn)生寬或窄的燃料散射。此外，燃料噴射器噴嘴形狀、孔口形狀或幾何形狀以及噴嘴容量可以產(chǎn)生不同的射束樣型。在一個(gè)例子中，噴嘴216可以是產(chǎn)生圓錐形形狀的燃料射束的圓錐形噴嘴，其中射束角e也可以叫做圓錐角e。也可以使用具有其他射束樣型的替換噴嘴向燃燒室提供燃料。例子包括扁平形射束形樣型、完全圓錐射樣型、空心圓錐形射束樣型、多圓錐射束樣型等。在一些實(shí)施例中，射束角0可以通過(guò)改變?nèi)剂蠂娚淦鲀蓚?cè)的壓差而改變。例如，通過(guò)減小壓差，射束角可以減小。噴射器兩側(cè)的壓差可以根據(jù)諸如燃料組分、進(jìn)氣門位置、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、環(huán)境溫度、噴射正時(shí)等車輛工況通過(guò)調(diào)節(jié)MAP和/或燃料導(dǎo)軌壓力而改變。在一些工況下，例如在燃料噴射期間當(dāng)進(jìn)氣門在打開位置時(shí)，可以調(diào)節(jié)節(jié)氣門以改變MAP從而調(diào)節(jié)射束角e。可替代地，可以通過(guò)調(diào)節(jié)燃料供給系統(tǒng)部件(例如，提升泵和/或一個(gè)或多個(gè)閥)來(lái)調(diào)節(jié)燃料導(dǎo)軌壓力以改變射束角e。燃料的溫度可以影響射束角0 ,因此燃料噴射器的溫度也可以影響射束角0。在一些實(shí)施例中，燃料噴射器加熱系統(tǒng)可以用于調(diào)節(jié)射束角0。但是，燃料噴射加熱系統(tǒng)可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的部件和操作成本。如圖3詳細(xì)描述的，通過(guò)響應(yīng)提前點(diǎn)火的指示(例如，根據(jù)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù))調(diào)節(jié)射束角，可以減少汽缸壁潮濕同時(shí)提供汽缸進(jìn)氣的對(duì)流冷卻。通過(guò)調(diào)節(jié)由燃料噴射器向 燃燒室散射的燃料的射束樣型，可以降低排氣排放，經(jīng)由對(duì)流冷卻增加功率輸出，并且可以增加邊緣點(diǎn)火公差(borderline spark tolerance)。因此,這能夠減少發(fā)生汽缸提前點(diǎn)火。圖3示用于基于提前點(diǎn)火的指示調(diào)節(jié)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的燃料的射束角的示例程序300。在本文中，具有較高提前點(diǎn)火可能性的汽缸可以用分流(split)噴射模式操作，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)循環(huán)中燃料通過(guò)多次噴射提供，以降低汽缸提前點(diǎn)火的可能性。而且，每次噴射的射束角至少可以根據(jù)噴射正時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)。相比較而言，具有較低提前點(diǎn)火可能性的汽缸，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中可以以單次噴射模式操作，通過(guò)單次噴射提供燃料，該單次噴射的射束角至少基于該單次噴射的正時(shí)調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)射束角能夠調(diào)節(jié)該噴射的射束樣型，以減少燃料對(duì)汽缸壁的碰撞同時(shí)改善汽缸中的空氣燃料混合。在步驟302，程序包括估計(jì)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。這些工況包括，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷、轉(zhuǎn)矩需求、增壓、歧管壓力(MAP)、歧管進(jìn)氣溫度(MCT)、空氣燃料比(拉姆達(dá))、燃料醇含量等。在步驟304，可以確定每個(gè)汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。在一個(gè)例子中每個(gè)汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)可以存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的數(shù)據(jù)庫(kù)的查找表中。該查找表可以以固定的間隔(例如每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)、每50英里、每小時(shí)等)，或響應(yīng)汽缸提前點(diǎn)火的發(fā)生而被更新。每個(gè)汽缸的提前點(diǎn)火(PI)計(jì)數(shù)可以包括,例如汽缸行程PI計(jì)數(shù)(trip PI count)和汽缸壽命PI計(jì)數(shù)。汽缸行程PI計(jì)數(shù)可以表示在當(dāng)前行程或發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中該汽缸中總的提前點(diǎn)火的次數(shù)。汽缸壽命PI計(jì)數(shù)可以表示在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的整個(gè)壽命期間該汽缸中的總的提前點(diǎn)火事件的次數(shù)。而且，各個(gè)汽缸壽命PI計(jì)數(shù)和行程PI計(jì)數(shù)可以用來(lái)確定整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命和行程PI計(jì)數(shù)。因此，每個(gè)汽缸的PI計(jì)數(shù)可以表示給定的汽缸的提前點(diǎn)火歷史，并且可以與每個(gè)汽缸的將來(lái)的提前點(diǎn)火事件的傾向相關(guān)。在步驟306，每個(gè)汽缸的燃料噴射可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)確定。具體說(shuō)，該程序包括在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，根據(jù)前點(diǎn)火計(jì)數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)燃料噴射的噴射正時(shí)和次數(shù)。此外，可以根據(jù)提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)噴射的分流比率(也就是，在多次噴射的次噴射中的燃料量的比率)。因此，在另外的相同發(fā)動(dòng)機(jī)的工況下，不同汽缸中提前點(diǎn)火的發(fā)生率由于制造的差異、以及由于壓縮比、有效熱損耗、燃料噴射的不同等而不同。由于至少一些相同的原因，爆震發(fā)生率也可以在汽缸之間不同。具有較高提前點(diǎn)火和爆震可能性的汽缸由于其中經(jīng)受較高的燃燒壓力可能會(huì)較早地衰退。因此，通過(guò)基于汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中噴射到每個(gè)汽缸的燃料噴射的噴射正時(shí)和次數(shù)，可以降低給定的汽缸中非正常燃燒事件的高發(fā)生率，并且由于提前點(diǎn)火引起的汽缸衰退可以被抑制。調(diào)節(jié)單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中燃料噴射的噴射次數(shù)包括當(dāng)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)增加至高于閾值時(shí)在同一發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中增加噴射次數(shù)。在一個(gè)例子中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括具有第一較高的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)(例如高于閾值)的第一汽缸和具有第二較低的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)(例如低于閾值)的第二汽缸。在第一汽缸中燃料可以作為分流噴射被噴射，也就是，在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中多次噴射。比較而言，在這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，在第二汽缸中燃料可以作為單次噴射來(lái)噴射。在另一個(gè)例子中，兩個(gè)汽缸都可以接收分流噴射，其中在該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中在第一汽缸中燃料以較大的噴射次數(shù)噴射，并且在該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，在第二汽缸中燃料以較小噴射次數(shù)噴射。在兩個(gè)例子中在第一汽缸中噴射的次數(shù)和每次噴射的正時(shí)可以基于第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，而在第二汽缸中噴射的次數(shù)和每次噴射的正時(shí)基于第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。
在又一個(gè)例子中，在第一汽缸中燃料可以分流噴射以使第一汽缸富化，而在第二汽缸中燃料單次噴射以使第二汽缸稀化。第一汽缸的富化(例如，富化的持續(xù)時(shí)間、富化的量等)可以根據(jù)第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)，而第二汽缸的稀化(例如，稀化的持續(xù)時(shí)間、稀化的量等)可以根據(jù)第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。可以調(diào)節(jié)富化和稀化以將整個(gè)排氣的空氣燃料比保持在化學(xué)計(jì)量配比或接近化學(xué)計(jì)量。通過(guò)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中提供作為多次噴射而不是單次噴射的燃料噴射，可以改進(jìn)燃料噴射的提前點(diǎn)火減輕作用，并且可以降低該汽缸中的提前點(diǎn)火的可能性。調(diào)節(jié)燃料噴射的正時(shí)包括將每次噴射的正時(shí)調(diào)節(jié)成提前點(diǎn)火減少的噴射正時(shí)。因此，提前點(diǎn)火減少的噴射正時(shí)，或正時(shí)窗口可以基于汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。具體說(shuō)，窗口可以對(duì)應(yīng)于正時(shí)范圍，在該范圍內(nèi)可以在該汽缸中噴射燃料以減少將來(lái)提前點(diǎn)火的可能性。如果當(dāng)前的噴射正時(shí)(例如，多次噴射的平均噴射正時(shí))相對(duì)于該提前點(diǎn)火減少的噴射正時(shí)被提前，則該多次噴射的一個(gè)或多個(gè)正時(shí)可以延遲，以引起希望的正時(shí)窗口內(nèi)的噴射正時(shí)。比較而言，如果當(dāng)前噴射正時(shí)相對(duì)于提前點(diǎn)火減少的噴射正時(shí)被延遲，則多次噴射的一次或多次噴射的正時(shí)可以提前，以使噴射正時(shí)處于希望的正時(shí)窗口內(nèi)。因此，調(diào)節(jié)正時(shí)可以包括調(diào)節(jié)噴射正時(shí)的開始、噴射正時(shí)的結(jié)束、平均的噴射正時(shí)和多次噴射之間的持續(xù)時(shí)間。在另一例子中，當(dāng)在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中多次噴射的次數(shù)增加時(shí)，可以調(diào)節(jié)多次噴射中的每一次的正時(shí)使得平均的噴射正時(shí)保持與對(duì)應(yīng)的單次噴射相同。調(diào)節(jié)燃料噴射的分流比可以包括調(diào)節(jié)多次噴射的每一次噴射的燃料量(例如對(duì)稱分布或非對(duì)稱分布)。在一個(gè)例子中，可以調(diào)節(jié)多次噴射的分流比使得第一噴射是富的，而后面的噴射是稀的或化學(xué)計(jì)量的。在另一個(gè)例子中，可以調(diào)節(jié)多次噴射的分流比使得每次噴射同樣富或同樣稀。附加地或選擇地，多次噴射中的一次或多次噴射的正時(shí)可以至少根據(jù)噴射的次數(shù)以及噴射的分流比來(lái)調(diào)節(jié)，使得平均噴射正時(shí)相對(duì)于的相應(yīng)的單次噴射被延遲或提前。例如，如果在第一噴射中噴射較少量的燃料(例如，低于閾值量)，那么該噴射正時(shí)可以提前。在這里，在該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中較早噴射的少量燃料可以提供汽缸冷卻作用，該冷卻作用能夠降低非正常燃燒事件的可能性。比較而言，如果在第一次噴射中噴射較大量的燃料(例如，高于閾值量)，那么噴射正時(shí)可以被延遲。在這里，在該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中后來(lái)噴射的較大量的燃料可以減少燃料對(duì)汽缸壁的碰撞。直接噴射到汽缸中的燃料比例相對(duì)于進(jìn)氣道噴射到該汽缸中的燃料的比例也可以根據(jù)該汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)增加到高于閾值時(shí)直接噴射的分流的濃噴射的比例可以增加，而其余部分作為進(jìn)氣道噴射提供。還有，為了將噴射的燃料的進(jìn)氣冷卻性質(zhì)和其對(duì)非正常汽缸燃燒事件的影響考慮在內(nèi)，分流噴射的噴射的正時(shí)和次數(shù)也可以基于所噴射的燃料中的醇含量來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，燃料噴射器還可以構(gòu)造成將稀釋劑(例如水、甲醇或其組合等)噴射到汽缸中。當(dāng)從噴射中存在稀釋劑時(shí)，分流噴射的噴射的正時(shí)和次數(shù)可以根據(jù)該稀釋劑中的辛烷含量來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)噴射的燃料中的醇的含量增加和/或稀釋劑中的辛烷的含量增加時(shí)，噴射的次數(shù)可以增加。同樣，噴射正時(shí)可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)(例如延遲或提前)，以利用燃料和/或稀釋劑的冷卻性質(zhì)。稀釋劑的噴射的正時(shí)、分布和次數(shù)也可以根據(jù)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。例如，稀釋劑噴射可以響應(yīng)于提前點(diǎn)火在閉環(huán)中被安排，響應(yīng)于提前點(diǎn)火在開環(huán)或前饋中被安排，或其他適用的方式被安排。這使得稀釋劑噴射能夠與燃料噴射相配合，并且實(shí)現(xiàn)協(xié)同的冷卻利益。 在步驟308，燃料噴射的射束角至少根據(jù)噴射的正時(shí)和次數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)射束角包括當(dāng)燃料噴射正時(shí)接近BDC時(shí)減少射束角，并且當(dāng)燃料噴射正時(shí)接近TDC時(shí)增加射束角。通過(guò)當(dāng)燃料噴射正時(shí)接近BDC時(shí)減少射束角，特別是在較早噴射正時(shí)的情況下，碰撞汽缸壁的噴射燃料部分可以減少，同時(shí)能夠有益于較早噴射的對(duì)流進(jìn)氣冷卻性質(zhì)。通過(guò)當(dāng)燃料噴射正時(shí)接近TDC時(shí)增射束角，能夠改善該汽缸中的空氣燃料混合(特別是在活塞頭部)，因而改進(jìn)功率輸出。示例射束角調(diào)節(jié)參考圖4示出。射束角也可以根據(jù)噴射器的出口幾何形狀來(lái)調(diào)節(jié)。例如，射束角可以根據(jù)該噴射器的孔口尺寸、孔口形狀、噴嘴形狀等而改變。應(yīng)當(dāng)明白，除了射束角之外，噴射的射束方向也可以根據(jù)提前點(diǎn)火的指示來(lái)調(diào)節(jié)。在一個(gè)例子中，可以用多個(gè)射束樣型噴射器，并且射束樣型和/或角度可以通過(guò)在不同的條件下選擇不同的孔口來(lái)調(diào)節(jié)。作為一個(gè)例子，噴射器可以是壓電致動(dòng)噴射器，其中噴射器的占空比可以改變以調(diào)節(jié)噴射器軸針的位置(例如高度)。在這里，軸針的高度可以確定流動(dòng)路徑，因此確定在噴射期間使用的一組噴射器孔口(不同組的孔口產(chǎn)生不同射束樣型和/或角度)。射束角還可以根據(jù)噴射的燃料中的醇的含量來(lái)調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)燃料的醇含量增加時(shí)射束角可以減小。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)工況下，例如在冷啟動(dòng)期間，當(dāng)在燃料系統(tǒng)中使用具有較高醇濃度的燃料時(shí)，燃燒室壁和/或進(jìn)氣歧管的潮濕可能加重。在這里，由醇引起的增加的壁潮濕可以通過(guò)減小射束角來(lái)減輕。具體說(shuō)，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在一些氣門重疊的情況下運(yùn)行時(shí)，通過(guò)減小射束角發(fā)可以減小氣門重疊時(shí)的燃料損失和發(fā)動(dòng)機(jī)部件的磨損。同樣，射束角還可以根據(jù)噴射的稀釋劑的辛烷含量進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一個(gè)例子中，當(dāng)噴射的稀釋劑的辛烷含量增加時(shí)射束角可以減小。在一些實(shí)施例中，射束角還可以根據(jù)直接噴射的燃料與進(jìn)氣道噴射的燃料比來(lái)調(diào)節(jié)。正如前面詳細(xì)描述的，汽缸的一部分燃料噴射可以直接噴射而其余部分為進(jìn)氣道噴射，其中當(dāng)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)增加至高于閾值時(shí)，燃料直接噴射的燃料相對(duì)于進(jìn)氣道噴射的燃料比增加。在這里，當(dāng)直接噴射的燃料比例增加時(shí)，射束角可以減小以利用直接噴射的進(jìn)氣冷卻作用。在一個(gè)例子中，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸逐個(gè)地進(jìn)行燃料噴射調(diào)節(jié)，使提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)相互接近，例如，達(dá)到共同的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，而將排氣的空氣燃料比保持在化學(xué)計(jì)量或接近化學(xué)計(jì)量。在一個(gè)例子中 ，共同的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)所有汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的加權(quán)平均值。可替代地，共同的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)可以是所有汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的替代統(tǒng)計(jì)函數(shù)(例如，平均、模式、中值等)。燃料噴射調(diào)節(jié)可以基于提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)高于共同提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的汽缸的數(shù)目、提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)低于共同提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的汽缸的數(shù)目、以及每個(gè)汽缸與共同提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的偏離程度。在步驟310，可以按照每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)確定的次數(shù)，以確定的正時(shí)并且以確定射束角將燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中。從對(duì)汽缸燃料噴射調(diào)節(jié)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)可以補(bǔ)償使用相應(yīng)的點(diǎn)火火花正時(shí)調(diào)節(jié)(例如使用火花延遲)。在一個(gè)例子中，可以以第一射束角將燃料噴射到具有第一較高的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的汽缸中，該第一射束角基于第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。同時(shí)，可以以不同的第二射束角將燃料噴射到具有第二較低的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的汽缸中，該第二射束角基于第二點(diǎn)火計(jì)數(shù)?？梢哉{(diào)節(jié)對(duì)第一汽缸的燃料噴射和對(duì)第二汽缸的燃料噴射，以使第一和第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)成為共同的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，同時(shí)保持排氣的空氣燃料比在化學(xué)計(jì)量或接近化學(xué)計(jì)量。以這種方式，可以基于每個(gè)汽缸的提前點(diǎn)火傾向以不同的射束角樣型將燃料噴射到每個(gè)汽缸中，以在任何給定的汽缸中減少提前點(diǎn)火的發(fā)生。在步驟312，可以判斷汽缸提前點(diǎn)火事件是否已經(jīng)發(fā)生。如果是，則在步驟314，響應(yīng)汽缸提前點(diǎn)火事件的發(fā)生，受影響的汽缸的汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)會(huì)增加，該汽缸可以富化一段時(shí)間，并且燃料噴射的射束角也可以基于該富化進(jìn)一步調(diào)節(jié)。在一個(gè)例子中，響應(yīng)提前點(diǎn)火的發(fā)生，可以增加分流噴射中的多次噴射的次數(shù)。在這里，通過(guò)更多次數(shù)的噴射提供富化，可以改善提前點(diǎn)火減輕。作為另一個(gè)例子，可以調(diào)節(jié)分流的富噴射中的多次噴射的正時(shí)，以進(jìn)一步提前或延遲點(diǎn)火正時(shí)和/或增加多次噴射之間的持續(xù)時(shí)間。作為又一個(gè)例子，可以調(diào)節(jié)多次噴射的分流比以增加第一噴射相對(duì)于后面噴射的富化(例如，通過(guò)增加第一噴射的持續(xù)時(shí)間或量)?？商娲?，可以增加多次噴射中的每一次的富化。也可以調(diào)節(jié)噴射分布，使被直接噴射的燃料與進(jìn)氣道噴射的比例相比具有較大比例。在一個(gè)示例中，基本所有的富燃料噴射可經(jīng)由直接噴射器輸送。還有，可以調(diào)節(jié)替代的較高辛烷燃料和/或稀釋劑的噴射(例如可以增加噴射的次數(shù)，可以增加每次噴射的持續(xù)時(shí)間，可以增加噴射的燃料或稀釋劑的量等)以提供可以降低提前點(diǎn)火傾向的對(duì)流汽缸進(jìn)氣冷卻。在另一個(gè)例子中，響應(yīng)提前點(diǎn)火的發(fā)生而汽缸以單次噴射運(yùn)行，汽缸運(yùn)行可以從單次噴射模式改變到分流噴射模式，以改善噴射的燃料的提前點(diǎn)火減輕作用。在這里，通過(guò)以分流噴射而不是單次噴射提供燃料噴射量，可以減輕提前點(diǎn)火。以這種方式，通過(guò)根據(jù)汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)對(duì)每個(gè)汽缸調(diào)節(jié)噴射正時(shí)和次數(shù)以及燃料噴射的射束角，提前點(diǎn)火減輕因素可以用來(lái)平衡和抵消提前點(diǎn)火促進(jìn)因數(shù)。例如，基于空氣和燃料的提前點(diǎn)火減輕和對(duì)流進(jìn)氣冷卻作用可以用來(lái)抵消燃料對(duì)汽缸壁的碰撞和煙霧產(chǎn)生。換句話說(shuō)，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)噴射安排以平衡一些屬性，從而利用另一些屬性，因而減少發(fā)動(dòng)機(jī)的總的提前點(diǎn)火趨勢(shì)。
下面參考圖4描述示例射束角調(diào)節(jié)。具體說(shuō)，圖4示出射束角調(diào)節(jié)的第一示例400和第二示例450，射束角按照?qǐng)D3的程序確定。因此，圖4的示例可以反映汽缸的進(jìn)氣沖程期間進(jìn)行的燃料噴射。第一示例400示出具有第一較高的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的第一發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸330，和構(gòu)造成將燃料和/或稀釋劑噴射到該第一汽缸中的第一燃料噴射器366。第二示例450示出具有第二較低的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)的第二發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸430，和構(gòu)造成將燃料和/或稀釋劑噴射到該第二汽缸中的第一燃料噴射器466。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以將燃料分流噴射到第一汽缸中從而使第一汽缸330富化。分流噴射的噴射正時(shí)和次數(shù)可以基于第一提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)?？刂破饕部梢詫⑷剂蠁未螄娚涞降诙字幸允沟诙?30稀化。單次噴射的噴射正時(shí)和次數(shù)可以基于第二提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。在所述的例子中，分流噴射的至少一個(gè)噴射(例如多次噴射的第一次)的正時(shí)可以提前以便當(dāng)活塞338接近于BDC而不是TDC時(shí)發(fā)生噴射。通過(guò)利用至少一次較早噴射，能夠?qū)崿F(xiàn)汽缸進(jìn)氣冷卻。比較而言，當(dāng)活塞438接近TDC而不是BDC可以發(fā)生時(shí)單次噴射的正時(shí)?？刂破骺梢愿鶕?jù)分流噴射調(diào)節(jié)第一燃料噴射器366的第一射束角0 1，同時(shí)基于單次噴射調(diào)節(jié)第二燃料噴射器466的第二射束角0 2。在這里，響應(yīng)接近TDC的第一汽缸330中的分流噴射的正時(shí)，增大第一射束角0 1。也就是,對(duì)于較早進(jìn)氣沖程噴射,可以用較寬的射束樣型。以這種方式，能夠改善該汽缸中的活塞頭附近的空氣燃料混合。比較而言，響應(yīng)接近BDC的第二汽缸430中單次噴射的正時(shí)，可以減小第二射束角0 2。也就是說(shuō)，對(duì)于較晚的進(jìn)氣沖程噴射，可以用較窄的射束樣型。而且，較窄的射束樣型可以指向活塞頂部 的碗形，使得它在火花塞附近濃縮成比較濃的混合物(與較寬的射束樣型噴射相比)。這能夠改進(jìn)點(diǎn)火并且便于比較稀的剩余的進(jìn)氣的燃燒。通過(guò)減小射束角，可以減少碰撞汽缸壁并使汽缸壁變濕的燃料的量。因此，減少在汽缸燃燒事件期間從汽缸壁落下的燃料的量，降低碰撞的燃料用作未來(lái)提前點(diǎn)火事件的點(diǎn)火源的危險(xiǎn)。以這種方式，通過(guò)響應(yīng)提前點(diǎn)火指示調(diào)節(jié)噴射到汽缸中的燃料的射束角，該汽缸中射束樣型可以改變以減輕提前點(diǎn)火。具體說(shuō)，通過(guò)改變?cè)撈字猩涫鴺有?，較早燃料噴射的對(duì)流進(jìn)氣冷卻作用可以用來(lái)減少提前點(diǎn)火的可能性。同時(shí)，可以調(diào)節(jié)射束角以減少噴射的燃料對(duì)汽缸壁的碰撞并且改善汽缸的空氣燃料混合。以這種方式，能夠減少在提前點(diǎn)火期間的發(fā)動(dòng)機(jī)衰退同時(shí)改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性和排氣排放物。應(yīng)當(dāng)指出，這里包括的控制和估計(jì)程序可以與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一起應(yīng)用。這里描述的具體的程序可以表示任何數(shù)目的處理對(duì)策的其中一個(gè)或多個(gè)，例如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所示的各種動(dòng)作、操作或功能可以以所示的順序進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行，或在一些情況下可以省略。同樣，為了實(shí)現(xiàn)這里所述的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)，處理的次序不是必需要求的，而是為了容易示出和描述而提供。一個(gè)或多個(gè)所示的動(dòng)作或功能根據(jù)所用的特定策略可以重復(fù)地進(jìn)行。而且，所述的動(dòng)作可以圖示地表示被編程為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀儲(chǔ)存介質(zhì)中的編碼。應(yīng)當(dāng)明白，這里所公開的結(jié)構(gòu)和程序在性質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變化是可能的。例如，上述技術(shù)可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括這里公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
權(quán)利要求具體指出認(rèn)為新穎的和非顯而易見的一些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這種元件。所公開的特征、供能、元件和/或性質(zhì)的組合或子組合可以通過(guò)對(duì)這些權(quán)利要求進(jìn)行修改或在這個(gè)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新權(quán)利要求來(lái)主張。這些權(quán)利要求，比原權(quán)利要求在范圍上無(wú)論是更寬、更窄、等同或不同都被認(rèn)為包含在本發(fā)明的主題內(nèi)。·
權(quán)利要求
1.一種操作包括燃料噴射器的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括 根據(jù)提前點(diǎn)火的指示調(diào)節(jié)汽缸的燃料噴射的射束角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述提前點(diǎn)火的指示包括所述汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，所述方法進(jìn)一步包括根據(jù)所述提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，調(diào)節(jié)所述汽缸的燃料噴射的噴射正時(shí)和次數(shù)，其中調(diào)節(jié)燃料噴射的所述射束角是基于所述噴射正時(shí)和次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中調(diào)節(jié)所述射束角包括當(dāng)燃料噴射的正時(shí)接近BDC時(shí)減小射束角，并且當(dāng)燃料噴射的正時(shí)接近TDC時(shí)增大射束角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中調(diào)節(jié)所述噴射正時(shí)和次數(shù)包括當(dāng)所述提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)增加至高于閾值時(shí)增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的所述噴射次數(shù)，并且將每次噴射正時(shí)調(diào)節(jié)成提前點(diǎn)火減少的噴射正時(shí)，所述提前點(diǎn)火減少的噴射正時(shí)基于所述汽缸的所述提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中根據(jù)噴射的燃料的醇含量進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述射束角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述燃料噴射器構(gòu)造成將稀釋劑噴射到所述汽缸中，并且其中根據(jù)所噴射的稀釋劑的辛烷含量進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述射束角。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中根據(jù)所述燃料噴射器的出口幾何形狀進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述射束角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸逐個(gè)地進(jìn)行所述調(diào)節(jié)，以使每個(gè)汽缸的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)變成共同的提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，同時(shí)將排氣的空氣燃料比保持在化學(xué)計(jì)量或接近化學(xué)計(jì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)汽缸提前點(diǎn)火的發(fā)生，增加所述汽缸的所 述提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)，使所述汽缸富化一段時(shí)間，并且基于所述富化進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述射束角。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述燃料噴射器具有圓錐形的噴嘴，并且其中調(diào)節(jié)所述射束角包括調(diào)節(jié)所述燃料噴射的錐角。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于通過(guò)響應(yīng)提前點(diǎn)火的指示調(diào)節(jié)噴射到汽缸中的燃料的射束角來(lái)解決汽缸提前點(diǎn)火的方法和系統(tǒng)。噴射到汽缸中的燃料的射束樣型根據(jù)汽缸提前點(diǎn)火計(jì)數(shù)改變，以減少噴射的燃料對(duì)汽缸壁的碰撞同時(shí)改善汽缸中的空氣燃料混合。
文檔編號(hào)F02D41/30GK102748152SQ20121011662
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者C·P·格魯格拉, R·S·巴斯肯斯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司