本申請要求2015年6月29日提交的題為“用于進氣道燃料噴射控制的方法和系統(tǒng)”的美國臨時專利申請No.62/186,171的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容通過參考并入本文用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
本說明書涉及用于調(diào)整包括高壓進氣道燃料噴射器和直接燃料噴射器的內(nèi)燃發(fā)動機的操作的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
直接燃料噴射(DI)系統(tǒng)提供關(guān)于進氣道燃料噴射系統(tǒng)的一些優(yōu)點。例如,直接燃料噴射系統(tǒng)可以改進氣缸增壓冷卻,使得發(fā)動機氣缸可以以較高壓縮比操作,而不發(fā)生不希望的發(fā)動機爆震。然而,直接燃料噴射器不能夠在較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷下向氣缸提供期望量的燃料,因為氣缸沖程所花的時間量縮短,使得無充足的時間來噴射期望量的燃料。因此,所述發(fā)動機可以產(chǎn)生比較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷所需求的動力更少的動力。另外,直接噴射系統(tǒng)可以更易于顆粒物質(zhì)排放。相比之下,進氣道噴射系統(tǒng)能夠在少的負荷下提供改進的混合和較低的煙。因此,兩個燃料系統(tǒng)均可以被包括在發(fā)動機系統(tǒng)中,以平衡兩個噴射類型的優(yōu)點。
為了努力減少顆粒物質(zhì)排放和油中燃料稀釋,已經(jīng)開發(fā)了非常高的壓力直接噴射系統(tǒng)。例如,當標稱直接噴射最大壓力在150巴的范圍中時,較高壓力DI系統(tǒng)可以通過使用由所述發(fā)動機經(jīng)由凸輪軸機械驅(qū)動的高壓活塞泵在250-800巴的范圍中操作。在配置有雙噴射系統(tǒng)的發(fā)動機中,即用直接燃料噴射器和進氣道燃料噴射器啟動的發(fā)動機,來自所述燃料箱的增壓燃料可以供給至所述直接噴射高壓燃料泵(HPFP)以及所述進氣道噴射燃料軌。為了減少硬件復(fù)雜性,所述燃料可以通過所述HPFP供給至所述進氣道噴射燃料軌,或者可以在所述泵前偏離,從而減少所述進氣道噴射燃料軌對專用泵的需要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
然而,關(guān)于此類雙燃料噴射系統(tǒng)配置的一個問題是在當無燃料流過所述進氣道噴射系統(tǒng)時(如當僅啟動直接噴射時)的條件期間,燃料蒸氣能夠在所述進氣道噴射燃料系統(tǒng)中形成。當啟動進氣道噴射時,這能夠?qū)е录尤剂险`差和稀操作。
在一個示例中,上述問題可以通過用于具有雙燃料噴射系統(tǒng)的發(fā)動機的方法解決,所述方法包括:經(jīng)由發(fā)動機驅(qū)動的高壓燃料泵給進氣道噴射燃料軌和直接噴射燃料軌每個中的燃料增壓;以及在所述燃料噴射系統(tǒng)的非退化模式期間(如在非退化模式下的同時在任何及每個發(fā)動機升溫工況下),對于每個燃燒事件,用至少比零進氣道噴射燃料大的校準的最小量給所述發(fā)動機加燃料。以這種方式,能夠減少熱燃料蒸氣在進氣道噴射燃料軌中的形成。
作為一個示例,發(fā)動機系統(tǒng)可以包括一種帶有向進氣道噴射燃料軌和直接噴射燃料軌中的每個供給燃料的發(fā)動機驅(qū)動的高壓燃料泵的燃料系統(tǒng)。當所述燃料系統(tǒng)在非退化模式下(即當所述燃料系統(tǒng)組件均不退化時),在所述發(fā)動機升溫(is warmed up)的所有范圍的非啟動的發(fā)動機燃燒條件期間,所述發(fā)動機可以用至少校準的最小量(例如,至少10%)的進氣道噴射燃料來加燃料。此外,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件改變時,所述發(fā)動機可以用至少所述校準量的進氣道噴射燃料操作。可以提供剩余的燃料需求作為直接燃料噴射。因此,可以存在其中所述發(fā)動機用部分直接噴射操作或者不用直接噴射(以及僅進氣道噴射)操作的非啟動發(fā)動機燃燒條件。甚至在當請求輸送燃料僅作為直接噴射時的條件(如其中可以對所述發(fā)動機進行爆震限制的高轉(zhuǎn)速-負荷條件)期間,所述燃料需求通過用所述校準的最小量給所述發(fā)動機進氣道加燃料滿足,進氣道且然后將剩余量的燃料主要輸送為直接噴射。作為示例,在發(fā)動機熱啟動條件期間,所述發(fā)動機可以僅經(jīng)由進氣道噴射加燃料。在低速-低負荷的條件下,所述發(fā)動機可以用所述校準的最小量的進氣道噴射燃料和經(jīng)由直接噴射輸送的大量燃料操作。然而,在高速-高負荷的條件下,發(fā)動機加燃料可以轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大部分的進氣道噴射燃料和較小部分的直接噴射燃料。在中等負荷至高負荷的條件下,發(fā)動機加燃料可以轉(zhuǎn)變回到所述校準的最小量的進氣道噴射燃料和經(jīng)由直接噴射輸送的剩余燃料。在高速-高負荷的條件下,所述發(fā)動機加燃料可以隨后轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小部分的進氣道噴射燃料(但高于所述校準的最小量)和較大部分的直接噴射燃料。因此,所述校準的最小量可經(jīng)調(diào)整以維持所述進氣道噴射燃料軌處的燃料溫度低于引起熱蒸氣形成的溫度,如低于約100℃,這取決于燃料類型和提升泵壓力。將理解的是,當在退化模式下時,所述發(fā)動機可以用不同加燃料輪廓(fueling profile)加燃料,在所述退化模式下的輪廓是基于退化的組件進行選擇的。
以這種方式,能夠減少由于進氣道噴射燃料軌中蒸氣形成而引起的加燃料誤差。甚至當經(jīng)由直接噴射主要地給所述發(fā)動機加燃料時,通過所述進氣道噴射燃料軌慢慢移動至少校準的最小燃料量的技術(shù)效果是能夠維持所述進氣道噴射燃料軌處的燃料溫度足夠低。因此,減少所述進氣道燃料軌處的燃料的沸騰。另外,避免集成到所述進氣道噴射燃料軌的溫度傳感器的需要。因此,這提供組件減少的好處。另外,通過在所有發(fā)動機工況下,包括當發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件改變時,維持至少所述校準的最小燃料的輸送,以更簡單且更劃算的方式實現(xiàn)溫度控制。
應(yīng)該理解的是,提供上述發(fā)明內(nèi)容是為以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的概念的選擇。本公開并不意在識別所要求保護的主題的關(guān)鍵或主要特征,所要求保護的主題的范圍由所述具體實施方式之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外,所要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
附圖說明
圖1示意性地示出內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸的示例性實施例。
圖2示意性地示出可以與圖1的發(fā)動機一起使用的經(jīng)配置用于高壓進氣道噴射和高壓直接噴射的燃料系統(tǒng)的示例性實施例。
圖3A-3B示出用于在當燃料系統(tǒng)組件未退化時的條件期間當發(fā)動機條件改變時獨立于燃料軌溫度調(diào)整進氣道噴射燃料部分的方法的流程圖。
圖4示出示例性進氣道燃料噴射校準表。
圖5示出調(diào)整作為進氣道燃料噴射輸送的燃料部分來減少熱燃料蒸氣形成的示例。
具體實施方式
下列具體實施方式提供關(guān)于雙燃料噴射系統(tǒng)形成的信息和用于減少進氣道噴射燃料軌處的燃料蒸氣形成的方法。圖1中給出內(nèi)燃發(fā)動機中的氣缸的示例性實施例,而圖2示出可以與圖1的發(fā)動機一起使用的示例性燃料系統(tǒng)。控制器可經(jīng)配置執(zhí)行控制例程,如圖3A-3B的示例性例程,以基于根據(jù)來自校準圖(圖4)的輸入的發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件調(diào)整進氣道燃料噴射量并且獨立于燃料軌溫度,以減少所述進氣道噴射軌處的燃料蒸氣形成。圖5中示出示例性進氣道燃料噴射調(diào)整。
關(guān)于整個具體實施方式中使用的術(shù)語,高壓泵或直接噴射泵可以縮寫為DI或HP泵。類似地,低壓泵或提升泵可以縮寫為LP泵。進氣道燃料噴射可以縮寫為PFI,而直接噴射可以縮寫為DI。另外,燃料軌壓力或燃料軌內(nèi)的燃料壓力的值可以縮寫為FRP。另外,用于控制流入HP泵的燃料流的機械操作的入口止回閥也可以稱為溢出閥。如在下面更詳細地討論,依賴于機械壓力調(diào)整而不使用電子控制的入口閥的HP泵可以稱為機械控制的HP泵或帶有機械調(diào)整壓力的HP泵。機械控制的HP泵在不使用用于調(diào)整所泵送的大量燃料的電子控制的入口閥時可以基于電子選擇提供一個或多個離散壓力。
圖1示出內(nèi)燃發(fā)動機10的燃燒室或氣缸的示例。發(fā)動機10可以至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由經(jīng)由輸入裝置132的來自車輛操作員130的輸入進行控制。在此示例中,輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的氣缸(在這里也稱為“燃燒室”)14可以包括燃燒室壁136,其中活塞138定位在燃燒室壁136中?;钊?38可以聯(lián)接到曲軸140,使得所述活塞的往復(fù)運動被轉(zhuǎn)化為所述曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸140可以經(jīng)由傳輸系統(tǒng)聯(lián)接到所述載客車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外,起動電動機(未示出)可以經(jīng)由飛輪聯(lián)接到曲軸140,以使發(fā)動機10能夠起動操作。
氣缸14能夠經(jīng)由一系列進氣通道142、144和146接收進氣空氣。進氣通道146能夠與除氣缸14以外的發(fā)動機10的其他氣缸連通。在一些示例中,所述進氣通道中的一個或多個可以包括升壓裝置,如渦輪增壓器或機械增壓器。例如,圖1示出配置有包括壓縮機174和排氣渦輪176的渦輪增壓器的發(fā)動機10,所述壓縮機174布置在進氣通道142和144之間,所述排氣渦輪176沿排氣通道148布置。在所述升壓裝置配置為渦輪增壓器的情況下,壓縮機174可以至少部分地由排氣渦輪176經(jīng)由軸180提供動力。然而,在其他示例中,如在發(fā)動機10設(shè)置有機械增壓器的情況下,可以任選地省略排氣渦輪176,其中壓縮機174可以由來自馬達或發(fā)動機的機械輸入提供電力。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162可以沿所述發(fā)動機的進氣通道設(shè)置,用于改變提供給發(fā)動機氣缸的進氣空氣的流率和/壓力。例如,節(jié)氣門162可以如圖1中所示定位在壓縮機174的下游,或者可替代地可以被設(shè)置在壓縮機174的上游。
排氣通道148能夠從除了氣缸14以外的發(fā)動機10的其他氣缸接收排氣。排氣傳感器128經(jīng)示出在排放控制裝置178的上游聯(lián)接到排氣通道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中選擇,所述各種合適的傳感器如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO(如圖所示)、HEGO(加熱的EGO)、例如NOx、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或它們的組合。
發(fā)動機10的每個氣缸可以包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如,氣缸14經(jīng)示出包括位于氣缸14的上部區(qū)域處的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些示例中,發(fā)動機10的每個氣缸(包括氣缸14)可以包括位于所述氣缸的上部區(qū)域處的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。進氣門150可以由控制器12經(jīng)由致動器152控制。類似地,排氣門156可以由控制器12經(jīng)由致動器154控制。在一些條件期間,控制器12可以改變提供給致動器152和154的信號,以控制相應(yīng)進氣門和排氣門的打開和關(guān)閉。進氣門150和排氣門156的位置可以由相應(yīng)的氣門位置傳感器(未示出)確定。所述氣門致動器可以是電動氣門致動類型或凸輪致動類型或它們的組合。所述進氣門正時和排氣門正時可以被同時控制,或者可以使用可變進氣凸輪正時、可變排氣凸輪正時、雙獨立可變凸輪正時或固定的凸輪正時中的任何可能的一個。每個凸輪致動系統(tǒng)可以包括一個或多個凸輪,并且可以利用凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個,這些系統(tǒng)可以由控制器12控制來改變氣門操作。例如,氣缸14可以可替代地包括經(jīng)由電動氣門致動控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT的凸輪致動控制的排氣門。在其他示例中,所述進氣門和排氣門可以由常見的氣門致動器或致動系統(tǒng)、可變氣門正時致動器或致動系統(tǒng)控制。
氣缸14可以具有一壓縮比,所述壓縮比是當活塞138處于下死點與處于上死點時的容積比。在一個示例中,所述壓縮比是在9∶1至10∶1的范圍中。然而,在其中使用不同燃料的一些示例中,所述壓縮比可以增大。例如當使用較高的辛烷燃料或具有較高潛在蒸發(fā)焓的燃料時,這可以發(fā)生。如果由于其對發(fā)動機爆震的影響而使用直接噴射,則所述壓縮比也可以增大。
在一些示例中,發(fā)動機10的每個氣缸可以包括用于發(fā)起燃燒的火花塞192。點火系統(tǒng)190能夠在選定的操作模式下響應(yīng)于來自控制器12的火花提前信號SA,經(jīng)由火花塞192向燃燒室14提供點火火花。然而,在一些實施例中,如在發(fā)動機10可以如與一些柴油發(fā)動機的情況一樣通過自動點火或通過燃料噴射發(fā)起燃燒的情況下,可以省略火花塞192。
在一些示例中,發(fā)動機10的每個氣缸可以配置有用于向其提供燃料的一個或多個燃料噴射器。作為非限制性示例,氣缸14經(jīng)示出包括兩個燃料噴射器166和170。燃料噴射器166和170可經(jīng)配置輸送從燃料系統(tǒng)8接收的燃料。如參照圖2詳細闡述,燃料系統(tǒng)8可以包括一個或多個燃料箱、燃料泵和燃料軌。燃料噴射器166經(jīng)示出直接地聯(lián)接到氣缸14用于與經(jīng)由電子驅(qū)動器168從控制器12接收的信號FPW-1的脈沖寬度成比例地直接向氣缸噴射燃料。以這種方式,燃料噴射器166提供所謂的燃料到燃燒氣缸14的直接噴射(其后稱為“DI”)。雖然圖1示出噴射器166定位到氣缸14的一側(cè),但可替代地噴射器可以位于所述活塞的頂部,如在火花塞192的位置附近。當由于一些醇基燃料的較低揮發(fā)性而用醇基燃料操作所述發(fā)動機時,此類位置可以改進混合和燃燒??商娲兀鰢娚淦骺梢远ㄎ辉谒鲞M氣門的頂部和附近,以改進混合。燃料可以經(jīng)由高壓燃料泵和燃料軌從燃料系統(tǒng)8的燃料箱被輸送給燃料噴射器166。此外,所述燃料箱可以具有向控制器12提供信號的壓力傳感器。
燃料噴射器170經(jīng)示出以提供所謂的燃料的進氣道噴射(其后稱為“PFI”)到氣缸14上游的進氣道的配置中布置布置在進氣通道146中,而不是布置在氣缸14中。燃料噴射器170可以經(jīng)由電子驅(qū)動器171與從控制器12接收的信號FPW-2的脈沖寬度成比例地噴射從燃料系統(tǒng)8接收的燃料。注意的是,單個驅(qū)動器168或171可以用于兩個燃料噴射系統(tǒng),或者如圖所示可以使用多個驅(qū)動器,例如用于燃料噴射器166的驅(qū)動器168和用于燃料噴射器170的驅(qū)動器171。
在可替代的示例中,燃料噴射器166和170每個均可配置為用于將燃料直接噴射到氣缸14中的直接燃料噴射器。在另一示例中,燃料噴射器166和170每個均可配置為用于在進氣門150的上游噴射燃料的進氣道燃料噴射器。在其他示例中,氣缸14可以包括僅單個燃料噴射器,所述單個燃料噴射器經(jīng)配置以變化的相對量從所述燃料系統(tǒng)接收不同燃料作為燃料混合物,并且還經(jīng)配置將此燃料混合物直接噴射到所述氣缸中作為直接燃料噴射器或者在所述進氣門的上游噴射作為進氣道燃料噴射器。因此,應(yīng)該理解的是,本文所述的燃料系統(tǒng)不應(yīng)該通過示例的方式由本文所述的特定燃料噴射器配置限制。
燃料可以在所述氣缸的單個周期期間由兩個噴射器輸送到所述氣缸。例如,每個噴射器可以輸送在氣缸14中燃燒的總?cè)剂蠂娚涞囊徊糠?。此外,從每個噴射器輸送的燃料的分布和/或相對量可以隨著諸如發(fā)動機負荷、爆震和排氣溫度等工況的變化而變化,如下面在本文所述。進氣道噴射的燃料可以在打開的進氣門事件期間、在關(guān)閉的進氣門事件期間(例如,基本上在所述進氣沖程之前)以及在打開和關(guān)閉的進氣門操作期間被輸送。類似地,直接噴射的燃料可以例如在進氣沖程期間以及部分地在先前排氣沖程期間、在所述進氣沖程和部分地在所述壓縮沖程期間輸送。因此,甚至對于單個燃燒事件,所噴射的燃料可以在不同正時從所述進氣道和直接噴射器噴射。此外,對于單個燃燒事件,所輸送的燃料的多個噴射可以在每個周期執(zhí)行。所述多個噴射可以在所述壓縮沖程、進氣沖程或它們的任何合適組合期間執(zhí)行。
如上所述,圖1僅示出多氣缸發(fā)動機的一個氣缸。因此,每個氣缸可以類似地包括其自身組的進氣門/排氣門、(一個或多個)燃料噴射器、火花塞等。將理解的是,發(fā)動機10可以包括任何合適數(shù)量的氣缸,包括2個、3個、4個、5個、6個、8個、10個、12個或更多個氣缸。此外,這些氣缸中的每個氣缸能夠包括參照氣缸14由圖1描述和示出的各種組件中的一些或全部。
燃料噴射器166和170可以具有不同特征。這些包括尺寸的不同,例如,一個噴射器可以具有比另一個噴射器更大的噴射孔口。其他不同包括但不限于不同噴射角度、不同操作溫度、不同目標、不同噴射正時、不同噴射特征、不同位置等。此外,根據(jù)所噴射的燃料在噴射器170和166之中的分布比,可以實現(xiàn)不同的效果。
燃料系統(tǒng)8中的燃料箱可以容納不同燃料類型的燃料,如具有不同燃料質(zhì)量和不同燃料成分的燃料。所述不同可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷、不同的蒸發(fā)熱、不同的混合燃料和/或它們的組合等。具有不同的蒸發(fā)熱的燃料的一個示例可以包括具有較低蒸發(fā)熱的作為第一燃料類型的汽油和具有較大蒸發(fā)熱的作為第二燃料類型的乙醇。在另一示例中,所述發(fā)動機可以使用汽油作為第一燃料類型,并且可以使用含有諸如E85(其大約是85%的乙醇和15%的汽油)或M85(其大約是85%的甲醇和15%的汽油)的燃料混合物的醇作為第二燃料類型。其他的可用物質(zhì)包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、各類醇的混合物等。
在另一示例中,兩種燃料均可以是具有變化的醇成分的醇混合物,其中所述第一燃料類型可以是諸如E10(其大約是10%的乙醇)的具有較低濃度的醇的汽油醇混合物,而所述第二燃料類型可以是諸如E85(其大約是85%的乙醇)的具有較高濃度的醇的汽油醇混合物。另外地,所述第一燃料和第二燃料也可以在其他燃料質(zhì)量上不同,如溫度不同、粘性不同、辛烷數(shù)不同等。此外,一個或兩個燃料箱的燃料特征可以例如由于燃料箱再注滿的每日變化而頻繁地變化。
控制器12在圖1中被示為微型計算機,其包括微處理器單元(CPU)106、輸入/輸出端口(I/O)108、作為在此特定示例中被示為用于存儲可執(zhí)行指令的非暫時只讀存儲器芯片(CPU)110的用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器(RAM)112、保活存儲器(KAM)114和數(shù)據(jù)總線。控制器112可以從聯(lián)接到發(fā)動機10的傳感器接收各種信號,除了先前所討論的那些信號以外,還包括:來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的進氣質(zhì)量空氣流量(MAF)的測量值;來自聯(lián)接到冷卻套筒118的溫度傳感器116的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT);來自聯(lián)接到曲軸140的霍爾效應(yīng)傳感器120(或其他類型傳感器)的表面點火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);和來自傳感器124的絕對歧管壓力信號(MAP)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號RPM可以由控制器12從信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用于提供所述進氣歧管中的真空或壓力的指示。所述控制器12從圖1(和圖2)的各種傳感器接收信號,并且采用圖1(和圖2)的各種致動器,以基于存儲在所述控制器的存儲器上的接收信號和指令調(diào)整發(fā)動機操作。
圖2示意性地示出諸如圖1的燃料系統(tǒng)8等燃料系統(tǒng)的示例性實施例200。燃料系統(tǒng)200可經(jīng)操作向諸如圖1的發(fā)動機10的發(fā)動機輸送燃料。燃料系統(tǒng)200可以由控制器操作,以執(zhí)行參照圖3的工藝流程所述的操作中的一些或全部操作。
燃料系統(tǒng)200包括用于存儲所述車輛上的燃料的燃料存儲箱210、較低壓力燃料泵(LPP)212(在這里也稱為燃料提升泵212)和較高壓力燃料泵(HPP)214(在這里也稱為燃料噴射泵214)。燃料可以經(jīng)由加燃料通道204提供給燃料箱210。在一個示例中,LPP 212可以是至少部分地設(shè)置在燃料箱210內(nèi)的電驅(qū)動的較低壓力燃料泵。LPP 212可以由控制器222(例如,圖1的控制器12)操作,以經(jīng)由燃料通道218向HPP 214提供燃料。LPP 212能夠被配置為所謂的燃料提升泵。作為一個示例,LPP 212可以是包括電動(例如,DC)泵馬達的渦輪(例如,離心的)泵,由此穿過所述泵的壓力增大和/或通過所述泵的所述容積流率可以通過改變提供給所述泵馬達的電力進行控制,從而增大或減小所述馬達轉(zhuǎn)速。例如,當所述控制器減小提供給提升泵212的電力時,所述容積流率和/或穿過所述提升泵的壓力增大可以減小。所述容積流率和/或穿過所述泵的壓力增大可以通過增大提供給所述提升泵212的電力而增大。作為一個示例,提供給所述較低壓力泵馬達的電力能夠從所述車輛上的交流發(fā)電機或其他能量存儲裝置(未示出)獲得,由此所述控制系統(tǒng)能夠控制用于給所述較低壓力泵提供電力的電負荷。因此,通過改變提供給所述較低壓力燃料泵的電壓和/或電流,調(diào)整所述較高壓力燃料泵214的入口處提供的燃料的流率和壓力。
LPP 212可以流體地聯(lián)接到過濾器217,所述過濾器217可以移除可以潛在地損害燃料處理組件的所述燃料中含有的小雜質(zhì)??梢源龠M燃料輸送并維持燃料管路壓力的止回閥213可以流體地定位在過濾器217的上游。在止回閥213在所述過濾器217的上游的情況下,低壓通道218的相容性可以增加,因為所述過濾器可以實際地在容積方面是大的。此外,可以采用泄壓閥219,以限制低壓通道218(例如,來自提升泵212的輸出)中的燃料壓力。泄壓閥219可以包括例如在指定的壓力差下定位并密封的滾球和彈簧機制。其中泄壓閥219可經(jīng)配置打開的壓力差設(shè)定點可以假設(shè)各種合適的值;作為非限制性示例,所述設(shè)定點可以是6.4巴或5巴(克)。孔口223可以用于允許空氣和/或燃料蒸氣從提升泵212流出。在223處的這種流出也可以用于向用于將燃料從燃料箱210內(nèi)的一個位置轉(zhuǎn)移到另一位置的噴射泵提供動力。在一個示例中,孔口止回閥(未示出)可以設(shè)置成與孔口223串聯(lián)。在一些實施例中,燃料系統(tǒng)8可以包括一個或多個(例如,一系列)止回閥,所述一個或多個止回閥流體地聯(lián)接到低壓燃料泵212以阻止燃料泄漏回所述閥的上游。在此背景下,上游流是指從燃料軌250、260朝向LPP 212行進的燃料流,而下游流是指從所述LPP朝向所述HPP 214并且在其上到所述燃料軌的標稱燃料流方向。
由LPP 212提升的燃料可以在較低壓力下向燃料通道218提供,從而流入HPP 214的入口203。然后HPP 214可以輸送燃料到聯(lián)接到第一組的直接噴射器252(在這里也稱為第一噴射器組)的一個或多個燃料噴射器的第一燃料軌250中。由所述LPP 212提升的燃料也可以提供給聯(lián)接到第二組的進氣道噴射器262(在這里也稱為第二噴射器組)的一個或多個燃料噴射器的第二燃料軌260。如下面詳細闡述,HPP 214可經(jīng)操作增大輸送給所述第一燃料軌和第二燃料軌中的每個的燃料壓力到高于所述提升泵壓力,其中所述第一燃料軌聯(lián)接到用可變高壓操作的所述直接噴射器組,而所述第二燃料軌聯(lián)接到用固定高壓操作的所述進氣道噴射器組。因此,可以啟動高壓進氣道噴射和直接噴射。所述高壓燃料泵在所述低壓提升泵的下游聯(lián)接,其中無額外的泵定位在所述高壓燃料泵和所述低壓提升泵之間。
當?shù)谝蝗剂宪?50和第二燃料軌260中的每個被示出將燃料分配給相應(yīng)噴射器組252、262的四個燃料噴射器時,將理解的是每個燃料軌250、260可以將燃料分配給任何合適數(shù)量的燃料噴射器。作為一個示例,第一燃料軌250可以將燃料分配給用于所述發(fā)動機的每個氣缸的第一噴射器組252的一個燃料噴射器,而第二燃料軌260可以將燃料分配給用于所述發(fā)動機的每個氣缸的第二噴射器組262的一個燃料噴射器??刂破?22能夠單獨地經(jīng)由進氣道噴射驅(qū)動器237致動每個進氣道噴射器262,并且經(jīng)由直接噴射驅(qū)動器238致動每個直接噴射器252。控制器222、驅(qū)動器237、238和其他合適的發(fā)動機系統(tǒng)控制器可以包括一控制系統(tǒng)。當所述驅(qū)動器237、238被示出在所述控制器222的外部時,應(yīng)該理解的是在其他示例中,所述控制器222能夠包括所述驅(qū)動器237、238,或者能夠經(jīng)配置提供所述驅(qū)動器237、238的功能性。控制器222可以包括未示出的附加組件,如圖1的控制器12中包括的那些。
HPP 214可以是發(fā)動機驅(qū)動的正位移泵。作為一個非限制性示例,HPP 214可以是博施HDP 5高壓泵,其利用螺線管致動的控制閥(例如,燃料容積調(diào)節(jié)器、電磁閥等)236,以改變每個泵沖程的有效泵容積。HPP的出口止回閥被機械地控制且不由外部控制器電子地控制。與馬達驅(qū)動的LPP 212相比,HPP 214可以由所述發(fā)動機機械地驅(qū)動。HPP 214包括泵活塞228、泵壓縮室205(在這里也稱為壓縮室)和步進室227。泵活塞228經(jīng)由凸輪230從所述發(fā)動機曲軸或凸輪軸接收機械輸入,從而根據(jù)凸輪驅(qū)動的單個氣缸泵的原理操作所述HPP。傳感器(圖2中未示出)可以定位在凸輪230附近,以使得能夠確定可以傳遞給控制器222的所述凸輪的角位置(例如,在0度和360度之間)。
燃料系統(tǒng)200還可以任選地包括蓄積器215。當包括時,蓄積器215可以定位在較低壓力燃料泵212的下游和較高壓力燃料泵214的上游,并且可經(jīng)配置容納減小燃料泵212和214之間的燃料壓力增大或減小速率的燃料容積。例如,蓄積器215可以如圖所示聯(lián)接在燃料通道218中,或聯(lián)接在將燃料通道218聯(lián)接到HPP 214的步進室227的旁通通道211中。蓄積器215的容積的尺寸可經(jīng)設(shè)定使得所述發(fā)動機能夠在預(yù)定的時間段內(nèi)在空轉(zhuǎn)條件下在較低壓力燃料泵212的操作間隔之間操作。例如,蓄積器215的尺寸可經(jīng)設(shè)定使得當所述發(fā)動機空轉(zhuǎn)時,將所述蓄積器中的壓力消耗到其中較高壓力燃料泵214不能夠為燃料噴射器252、262維持足夠高的燃料壓力的水平,需要一分鐘或更多分鐘。蓄積器215可以因此啟動較低壓力燃料泵212的間斷操作模式(或脈沖模式)。通過減小LPP操作的頻率,減小動力消耗。在其他實施例中,蓄積器215可以固有地存在于燃料過濾器217和燃料通道218的相容物中,并且因此不可以作為不同的元件存在。
提升泵燃料壓力傳感器231可以沿燃料通道218定位在提升泵212和較高壓力燃料泵214之間。在此配置中,來自傳感器231的讀數(shù)可以理解為提升泵212的燃料壓力(例如,所述提升泵的出口燃料壓力)和/或較高壓力燃料泵的入口壓力的指示。來自傳感器231的讀數(shù)可以用于評定燃料系統(tǒng)200中的各種組件的操作,以確定是否向較高壓力燃料泵214提供足夠的燃料壓力,使得所述較高壓力燃料泵攝入液體燃料但不攝入燃料蒸氣,并且/或者以最小化提供給提升泵212的平均電力。雖然提升泵燃料壓力傳感器231經(jīng)示出定位在蓄積器215的下游,在其他實施例中所述傳感器頁可以定位在所述蓄積器的上游。
第一燃料軌250包括用于提供直接噴射燃料軌壓力的指示到所述控制器222的第一燃料軌壓力傳感器248。同樣地,第二燃料軌260包括用于提供進氣道噴射燃料軌壓力的指示到所述控制器222的第二燃料軌壓力傳感器258。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器233能夠用于提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速的指示到所述控制器222。發(fā)動機轉(zhuǎn)速的指示能夠用于識別較高壓力燃料泵214的轉(zhuǎn)速,因為所述泵214由所述發(fā)動機202例如經(jīng)由所述曲軸或凸輪軸機械地驅(qū)動。
第一燃料軌250沿燃料通道278聯(lián)接到HPP 214的出口208。相比之下,第二燃料軌260經(jīng)由燃料通道288聯(lián)接到HPP 214的入口203。止回閥和泄壓閥可以定位在所述HPP 214的出口208和所述第一燃料軌之間。另外地,與旁通通道279中的止回閥274平行布置的泄壓閥272可以限制在HPP 214的下游和第一燃料軌250的上游的燃料通道278中的壓力。例如,泄壓閥272可以限制燃料通道278中的壓力至200巴。因此,如果控制閥236(有意地或無意地)打開且當高壓燃料泵214正在泵送時,泄壓閥272可以限制另外在燃料通道278中產(chǎn)生的壓力。
一個或多個止回閥和泄壓閥也可以在LPP 212的下游和HPP 214的上游聯(lián)接到燃料通道218。例如,止回閥234可以設(shè)置在燃料通道218中,以減少或阻止燃料從高壓泵214到低壓泵212和燃料箱210的回流。另外地,泄壓閥232可以設(shè)置在旁通通道中,定位成與止回閥234平行。泄壓閥232可以將所述壓力限制到其左側(cè)至比傳感器231處的壓力更高的10巴。
控制器222可經(jīng)配置通過與所述驅(qū)動凸輪同步(基于所述電磁閥配置)給所述電磁閥通電或斷電調(diào)節(jié)通過控制閥236到HPP 214的燃料流。相應(yīng)地,所述螺線管驅(qū)動的控制閥236可以在其中所述閥236定位在HPP入口203內(nèi)的第一模式下操作,以限制(例如,抑制)穿過所述螺線管驅(qū)動的控制閥236行進的燃料量。根據(jù)所述電磁閥致動的正時,轉(zhuǎn)移到所述燃料軌250的容積改變。所述電磁閥也可以在其中所述螺線管致動的控制閥236被有效地停用并且燃料能夠在所述閥的上游和下游以及在HPP 214的內(nèi)和外行進的第二模式下操作。
因此,螺線管致動的控制閥236可以經(jīng)配置調(diào)節(jié)壓縮到所述直接噴射燃料泵中的燃料的質(zhì)量(或容積)。在一個示例中,控制器222可以調(diào)整所述螺線管壓力控制止回閥的關(guān)閉正時,以調(diào)節(jié)所壓縮的燃料的質(zhì)量。例如,遲的壓力控制閥關(guān)閉可以減少攝入到壓縮室205中的燃料質(zhì)量的量。所述螺線管致動的止回閥打開和關(guān)閉正時可以相對于所述直接噴射燃料泵的沖程正時進行配合。
當泄壓閥232和螺線管操作的控制閥236之間的壓力大于預(yù)定壓力(例如,10巴)時,泄壓閥232允許燃料朝向所述LPP212流出螺線管致動的控制閥236。當螺線管操作的控制閥236停用(例如,未通電)時,螺線管操作的控制閥以直通模式操作并且泄壓閥232調(diào)節(jié)壓縮室205中的壓力至泄壓閥232的單個泄壓設(shè)定點(例如,高于傳感器231處的壓力的10巴)。調(diào)節(jié)壓縮室205中的壓力允許壓力差從所述活塞頂?shù)剿龌钊仔纬?。步進室227中的壓力處于所述低壓泵的出口的壓力(例如,5巴),而活塞頂處的壓力處于泄壓閥調(diào)節(jié)壓力(例如,15巴)。所述壓力差允許燃料通過所述活塞和所述泵氣缸壁之間的間隙從所述活塞頂滲出至所述活塞底,從而潤滑HPP 214。
活塞228上下往復(fù)運動。當活塞228在減小壓縮室205的容積的方向上行進時,HPP 214是在壓縮沖程中。當活塞228在增大壓縮室205的容積的方向上行進時,HPP 214是在吸氣沖程中。
順流出口止回閥274(forward flow outlet check valve)可以在所述壓縮室205的出口208的下游聯(lián)接。僅當直接噴射燃料泵214的出口處的壓力(例如,壓縮室出口壓力)高于所述燃料軌壓力時,出口止回閥274打開,以允許燃料從所述高壓泵出口208流動到燃料軌中。因此,在當不請求直接噴射燃料泵操作時的條件期間,控制器222可以使螺線管驅(qū)動的控制閥236停用,并且在大部分的壓縮沖程期間,泄壓閥232調(diào)節(jié)壓縮室205中的壓力至單個基本恒定的壓力。在所述進氣沖程上,壓縮室205中的壓力下降至接近所述提升泵(212)的壓力的壓力。當壓縮室205中的壓力超過步進室227中的壓力時,可以發(fā)生DI泵214的潤滑。當控制器222使螺線管驅(qū)動的控制閥236停用時,此壓力差也可以有助于泵潤滑。此調(diào)節(jié)方法的一個結(jié)果是調(diào)節(jié)所述燃料軌至最小壓力,大約是泄壓閥232的泄壓。因此,如果泄壓閥232具有10巴的泄壓設(shè)置,則所述燃料軌壓力變成15巴,因為此10巴添加到提升泵壓力的5巴。具體地,壓縮室205中的燃料壓力在直接噴射燃料泵214的壓縮沖程期間進行調(diào)節(jié)。因此,在至少直接噴射燃料泵214的壓縮沖程期間,向所述泵提供潤滑。當直接燃料噴射泵進入吸氣沖程時,所述壓縮室中的燃料壓力可以減小,同時只要所述壓力差保持就可以提供一些水平的潤滑。另一泄壓閥272可以設(shè)置成與止回閥274平行。當所述燃料軌壓力大于預(yù)定壓力時,泄壓閥272允許燃料從所述DI燃料軌250朝向泵出口208流出。因此,當所述直接噴射燃料泵正在往復(fù)運動時,所述活塞和孔口之間的燃料的流動確保足夠的泵潤滑和冷卻。
所述提升泵可以短暫地在脈沖模式下操作,其中所述提升泵操作基于在所述提升泵的出口和所述高壓泵的入口處估計的壓力進行調(diào)整。特別地,響應(yīng)于低于燃料蒸氣壓力的高壓泵入口壓力,可以操作所述提升泵直到所述入口壓力處于或高于所述燃料蒸氣壓力。這降低所述高壓燃料泵攝入燃料蒸氣(而不是燃料)和接著發(fā)生的發(fā)動機熄火事件的危險。
在這里注意的是,圖2的高壓泵214作為用于高壓泵的一個可能配置的說明性示例示出。圖2中所示的組件可以移除且/或改變,而目前未示出的附加組件可以添加到泵214,同時仍然維持將高壓燃料輸送到直接噴射燃料軌和進氣道噴射燃料軌的能力。
螺線管驅(qū)動的控制閥236也可經(jīng)操作引導(dǎo)燃料從所述高壓泵回流到泄壓閥232和蓄積器215中的一個。例如,控制閥236可經(jīng)操作以產(chǎn)生燃料壓力并將該燃料壓力存儲在蓄積器215中用于稍后的使用。蓄積器215的一個用途是吸收由壓縮泄壓閥232的打開引起的燃料容積流。當止回閥234在泵214的進氣沖程期間打開時,蓄積器227獲得燃料。蓄積器215的另一用途是允許提升泵212的間斷操作,以在連續(xù)的操作內(nèi)獲得平均的泵輸入動力減小。
第一直接噴射燃料軌250聯(lián)接到HPP 214的出口208(且不聯(lián)接到HPP 214的入口)時,第二進氣道噴射燃料軌260聯(lián)接到HPP 214的入口203(且不聯(lián)接到HPP 214的出口)。雖然這里描述了關(guān)于壓縮室205的入口、出口等,但是可以理解的是可以有單個導(dǎo)管到壓縮室205中。所述單個導(dǎo)管可以用作入口和出口。特別地,第二燃料軌260在螺線管驅(qū)動的控制閥236的上游以及止回閥234和泄壓閥232的下游的位置處聯(lián)接到HPP入口203。此外,提升泵212和所述進氣道噴射燃料軌260之間可以不需要附加泵。如下面詳細闡述,具有所述進氣道噴射燃料軌的經(jīng)由泄壓閥和止回閥聯(lián)接到所述高壓泵的入口的所述燃料系統(tǒng)的具體配置經(jīng)由所述高壓泵將所述第二燃料軌處的壓力升高到高于所述提升泵的默認壓力的固定默認壓力。也就是,在所述進氣道噴射燃料軌處的所述固定高壓來自于所述高壓活塞泵。
雖然所述高壓泵214不在往復(fù)運動,如在曲柄轉(zhuǎn)動前的向上時,止回閥244允許所述第二燃料軌在5巴處注滿。當所述泵室位移由于所述活塞向上移動而變得更小時,所述燃料在兩個方向之一上流動。如果所述溢出閥236關(guān)閉,所述燃料進入所述高壓燃料軌250。如果所述溢出閥236打開,所述燃料進入所述低壓燃料軌250或穿過所述泄壓閥232。以這種方式,所述高壓燃料泵經(jīng)操作經(jīng)由所述第一燃料軌250在可變高壓(如在15巴-200巴之間)下輸送燃料到所述直接燃料噴射器252,同時也經(jīng)由所述第二燃料軌260在固定的高壓下(如在15巴下)輸送燃料到所述進氣道燃料噴射器262。所述可變壓力可以包括處于所述固定壓力(如在圖2的系統(tǒng)中)的最小壓力。在圖2處所示的配置中,所述進氣道噴射燃料軌的固定壓力與用于所述直接噴射燃料軌的最小壓力相同,兩個均高于所述提升泵的默認壓力。在這里,來自所述高壓泵的燃料輸送經(jīng)由所述上游(螺線管驅(qū)動的)控制閥控制并且還經(jīng)由聯(lián)接到所述高壓泵的入口的所述各種止回閥和泄壓閥控制。通過調(diào)整所述螺線管驅(qū)動的控制閥的操作,所述第一燃料軌處的燃料壓力從所述固定壓力升高到所述可變壓力,同時維持所述第二燃料軌處的固定壓力。閥244和242聯(lián)合工作,以保持所述低壓燃料軌260在所述泵入口沖程期間加壓到15巴。由于燃料的熱膨脹,泄壓閥242簡單地限制能夠在燃料軌250中建立的壓力。典型的泄壓設(shè)置可以是20巴。
控制器12也能夠控制每個燃料泵212和214的操作,以調(diào)整輸送到發(fā)動機的燃料的量、壓力、流率等。作為一個示例,控制器12能夠改變所述燃料泵的壓力設(shè)置、泵沖程量、泵工作循環(huán)命令和/或燃料流率,以輸送燃料到所述燃料系統(tǒng)的不同位置。電子地聯(lián)接到控制器222的驅(qū)動器(未示出)可以用于按照要求向所述低壓泵發(fā)送控制信號,以調(diào)整所述低壓泵的輸出(例如,轉(zhuǎn)速)。
圖2處所述的實施例示出第一燃料系統(tǒng)配置,其中燃料通過在所述高壓直接噴射燃料泵(HPFP)前分支從所述燃料箱提供給所述進氣道噴射燃料軌。然而,將理解的是在可替代實施例中,燃料可以經(jīng)由高壓直接噴射燃料泵從所述燃料箱提供給所述進氣道噴射燃料軌。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3A-圖3B,示例方法300經(jīng)示出用于在包任何及每個發(fā)動機非啟動燃燒條件下(包括當發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件改變時),用至少校準的最小量的進氣道噴射燃料操作發(fā)動機。所述方法使進氣道噴射燃料軌處的燃料蒸氣形成降低。
在302處,所述方法包括估計和/或測量發(fā)動機工況。這些可以包括例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負荷、發(fā)動機溫度、駕駛員扭矩需求、環(huán)境條件(環(huán)境溫度、壓力和濕度)等。
在303處,所述方法包括確定已經(jīng)設(shè)置燃料系統(tǒng)退化標志。在一個示例中,燃料系統(tǒng)退化標志可以響應(yīng)于所述燃料系統(tǒng)的組件的退化(如燃料噴射器或燃料泵的退化)而進行設(shè)置。如果設(shè)置一標志,可以確認所述燃料系統(tǒng)的退化模式(或故障模式)并且所述例程鑒于所識別的組件退化的類型調(diào)整燃料系統(tǒng)操作和燃料噴射輪廓,如在圖3B詳細闡述。另外,如果尚未設(shè)置一標志,可以確認所述燃料系統(tǒng)的非退化模式(或非故障模式)并且所述例程前進到304。
在304處,在確認所述燃料系統(tǒng)是在所述非退化模式中時,所述方法包括經(jīng)由發(fā)動機驅(qū)動的高壓燃料泵使進氣道噴射燃料軌和直接噴射燃料軌每個中的燃料加壓。例如,所述泵可經(jīng)操作升高所述直接噴射燃料軌處的燃料壓力到20巴-250巴,并且由所述提升泵調(diào)整的所述進氣道噴射燃料軌處的燃料壓力在400kPa-500kPa之間的范圍中并基于來自進氣道噴射軌安裝的壓力溫度傳感器的反饋穿過所述高壓泵傳送到所述進氣道噴射軌。
隨后,可以評定發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件,以識別所述發(fā)動機的操作范圍。然后基于所述發(fā)動機的操作范圍調(diào)整發(fā)動機加燃料,同時在任何及每個升溫發(fā)動機燃燒條件下向所述發(fā)動機提供至少校準的最小量的進氣道噴射燃料。
具體地,在306處,可以確定所述升溫的燃燒發(fā)動機的轉(zhuǎn)速-負荷條件是否在第一范圍中。所述第一范圍包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第一閾值轉(zhuǎn)速(例如,高于500rpm)和發(fā)動機負荷高于第一閾值負荷(例如,高于6巴)。因此,所述第一范圍對應(yīng)于其中發(fā)動機升溫的發(fā)動機非啟動條件。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第一范圍中,則在308處,所述方法包括用校準的最小量的進氣道噴射燃料操作所述發(fā)動機以及經(jīng)由直接噴射輸送剩余量的燃料。所述校準的最小進氣道燃料噴射量是非零量,具體地是大于零的量。所述校準的最小進氣道燃料噴射量可以獨立于所述進氣道噴射燃料軌的所測量的燃料溫度進行確定。例如,所述校準的最小進氣道燃料噴射量可以基于所述進氣道噴射燃料軌的建模燃料溫度確定。因此,通過不請求測量所述進氣道噴射燃料軌的燃料溫度,減少用于集成溫度(或壓力)傳感器的需要,從而提供組件減少的益處。因此,這允許解決進氣道噴射軌燃料沸騰問題,而不需要積極的評定或測量燃料溫度。
此外,所述發(fā)動機操作可以包括當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件在所述第一范圍內(nèi)改變時維持進氣道燃料噴射處于所述校準的最小量。例如,當在所述第一范圍中操作時,所述發(fā)動機可以用10%進氣道噴射燃料和90%直接噴射燃料加燃料,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變時(例如,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從500rpm至4500rpm改變,且/或發(fā)動機負荷從6巴至24巴改變時)。
如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件不在所述第一范圍中,或者在如上面討論的將燃料參數(shù)設(shè)置在所述第一范圍中之后,所述方法移動到310,在310處可以確定所述升溫的燃燒發(fā)動機的轉(zhuǎn)速-負荷條件是否在第二范圍中。所述第二范圍包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于比所述第一閾值轉(zhuǎn)速更高的第二閾值轉(zhuǎn)速(例如,高于2500rpm)和發(fā)動機負荷低于所述第一閾值負荷(例如,低于7巴)。所述第二范圍可以可替代地包括兩個范圍部分,如第一部分包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于比所述第一閾值轉(zhuǎn)速更高的所述第二閾值轉(zhuǎn)速(例如,高于2500rpm)和發(fā)動機負荷低于所述第一閾值負荷(例如,低于7巴),以及第二部分包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速啟動時高于所述第一閾值轉(zhuǎn)速并低于所述第二閾值轉(zhuǎn)速(例如,啟動時高于750rpm)和發(fā)動機負荷低于所述第一閾值并高于第三閾值負荷(例如,從5巴至7巴,且不低于5巴或高于7巴)。
因此,所述第二范圍對應(yīng)于其中所述發(fā)動機升溫或空轉(zhuǎn)的發(fā)動機非啟動條件。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第二范圍中,則在312處,所述方法包括用第一量的進氣道噴射燃料操作所述發(fā)動機,所述第一量高于所述校準的最小量的進氣道噴射燃料,以及經(jīng)由直接噴射輸送剩余量的燃料。例如,發(fā)動機控制器可以向所述燃料噴射器發(fā)送信號,以調(diào)節(jié)所述進氣道燃料噴射器和直接燃料噴射器的工作循環(huán),從而響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件從所述第一范圍到所述第二范圍的變化將進氣道燃料噴射從所述校準的最小量轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅谝涣?。在這里,所述轉(zhuǎn)變可以包括所述控制器發(fā)送信號,以增大所述進氣道噴射器的工作循環(huán)脈沖寬度以及相應(yīng)地減小所述直接燃料噴射器的工作循環(huán)脈沖寬度。此外,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件在所述第二范圍內(nèi)改變時,所述控制器可以維持進氣道燃料噴射處于所述第一量。例如,當在所述第二范圍中操作時,所述發(fā)動機可以用80%進氣道噴射燃料和20%直接噴射燃料加燃料,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變時(例如,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從2500rpm改變?yōu)?000rpm,且/或發(fā)動機負荷從1巴改變?yōu)?巴時)。
此外,所述第一范圍和所述第二范圍之間可以是第一過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍。在一個示例中,所述第一過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以是所述第一范圍的一子集。在可替代的示例中,所述第一過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以是所述第二范圍的一子集。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第一過渡范圍中,所述進氣道燃料噴射量可以設(shè)定為在所述第一范圍中輸送的所述校準的最小量和在所述第二范圍中輸送的所述第一量之間的線性插值。作為示例,所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為500rpm至6000rpm且發(fā)動機負荷為8巴至24巴(但不包括高于4500rpm和高于16巴的組合)的轉(zhuǎn)速-負荷范圍,而所述第二范圍可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為750rpm至6000rpm且發(fā)動機負荷為1巴至7巴(但不包括低于2500rpm和低于5巴的組合)的轉(zhuǎn)速-負荷范圍。第一過渡范圍可以然后對應(yīng)于所述第一范圍和第二范圍之間的帶,具體地發(fā)動機負荷在7巴和8巴之間且所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速在750rpm和6000rpm之間?;谠谒龅谝贿^渡范圍內(nèi)的發(fā)動機操作位置,所述進氣道燃料噴射量可以進行調(diào)整。例如,當所述發(fā)動機操作位置在更接近所述第一范圍(例如,相較于8巴更接近7巴)的所述第一過渡范圍內(nèi)時,所述進氣道燃料噴射量可以從(所述第一范圍的)所述校準的最小量朝向(所述第二范圍的)所述第一量線性地外插(在這里是增大)。作為另一示例,當所述發(fā)動機操作位置在更接近所述第二范圍(例如,相較于7巴更接近8巴)的所述第一過渡范圍內(nèi)時,所述進氣道燃料噴射量可以從(所述第二范圍的)第一量朝向(所述第一范圍的)所述校準的最小量線性地外插(在這里是減小)。
如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件不在所述第二范圍中,或者在如上面討論的將燃料參數(shù)設(shè)置在所述第二范圍中之后,所述方法移動到314,其中可以確定所述升溫的燃燒發(fā)動機的轉(zhuǎn)速-負荷條件是否在第三范圍中。所述第三范圍包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第三閾值轉(zhuǎn)速,所述第三閾值轉(zhuǎn)速比所述第二閾值轉(zhuǎn)速更高(且因此也比所述第一閾值轉(zhuǎn)速更高,例如高于4500rpm),以及發(fā)動機負荷高于第二閾值負荷,所述第二閾值負荷比所述第一閾值負荷更高(例如,高于17巴)。因此,所述第三范圍對應(yīng)于其中所述發(fā)動機升溫并且進一步地其中所述發(fā)動機可以變成爆震限制的發(fā)動機非啟動條件。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第三范圍中,則在316處,所述方法包括用第二量的進氣道噴射燃料操作所述發(fā)動機,所述第二量低于所述第一量并高于所述校準的最小量的進氣道噴射燃料,以及經(jīng)由直接噴射輸送剩余量的燃料。例如,發(fā)動機控制器可以向所述燃料噴射器發(fā)送信號,以調(diào)整所述進氣道燃料噴射器和直接燃料噴射器的工作循環(huán),從而響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件從所述第一范圍到所述第三范圍的變化將進氣道燃料噴射從所述校準的最小量轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅诙?。在這里,所述轉(zhuǎn)變可以包括所述控制器發(fā)送信號,以增大所述進氣道噴射器的工作循環(huán)脈沖寬度,并且相應(yīng)地減小所述直接燃料噴射器的工作循環(huán)脈沖寬度。此外,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件在所述第三范圍內(nèi)改變時,所述控制器可以維持進氣道燃料噴射處于所述第二量。例如,當在所述第三范圍中操作時,所述發(fā)動機可以用20%進氣道噴射燃料和80%直接噴射燃料加燃料,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變時(例如,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從4500rpm改變?yōu)?000rpm,且/或發(fā)動機負荷從17巴改變?yōu)?4巴時)。
此外,所述第一范圍和所述第三范圍之間可以有第二過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍。在一個示例中,所述第二過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以是所述第一范圍的一子集。在可替代的示例中,所述第二過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以是所述第三范圍的一子集。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第二過渡范圍中,所述進氣道燃料噴射量可以設(shè)定為在所述第一范圍中輸送的所述校準的最小量和在所述第三范圍中輸送的第二量之間的線性插值。作為示例,所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為500rpm至6000rpm和發(fā)動機負荷從8巴到24巴的轉(zhuǎn)速-負荷范圍(但不包括高于4500rpm和高于16巴的組合),而所述第三范圍可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為4500rpm至6000rpm和發(fā)動機負荷為17巴至24巴的轉(zhuǎn)速-負荷范圍(其中所述第三范圍的較高發(fā)動機負荷處于所述第三范圍的較低轉(zhuǎn)速,并且所述較低發(fā)動機負荷處于所述第三范圍的較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速)。第二過渡范圍可以然后對應(yīng)于所述第一范圍和第三范圍之間的帶?;谒龅诙^渡范圍內(nèi)的發(fā)動機操作位置,可以調(diào)整所述進氣道燃料噴射量。例如,當所述發(fā)動機操作位置在更接近所述第一范圍的第二過渡范圍內(nèi)時,所述進氣道燃料噴射量可以從(所述第一范圍的)所述校準的最小量朝向(所述第三范圍的)所述第二量線性地外插(在這里增大)。作為另一示例,當所述發(fā)動機操作位置在更接近所述第三范圍的所述第一過渡范圍內(nèi)時,所述進氣道燃料噴射量可以從(所述第三范圍的)第二量朝向(所述第一范圍的)所述校準的最小量線性地外插(在這里減小)。
如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件不在所述第三范圍中,或者在如上面討論的將燃料參數(shù)設(shè)置在所述第三范圍中之后,所述方法移動到318,其中可以確定所述升溫的燃燒發(fā)動機的轉(zhuǎn)速-負荷條件是否在第四范圍中。所述第四范圍包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所述第二閾值轉(zhuǎn)速(例如,低于2500rpm),并且發(fā)動機負荷低于比所述第一閾值負荷更低(例如,低于5巴)的第三閾值負荷。因此,所述第四范圍對應(yīng)于其中所述發(fā)動機升溫的發(fā)動機非啟動條件。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第四范圍中,則在320處,所述方法包括用僅通過進氣道噴射輸送的燃料操作所述發(fā)動機。例如,發(fā)動機控制器可以向所述燃料噴射器發(fā)送信號,以調(diào)整所述進氣道燃料噴射器和直接燃料噴射器的工作循環(huán),從而將進氣道燃料噴射從所述校準的最小量轉(zhuǎn)變,以響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件從所述第一范圍到所述第四范圍的變化,經(jīng)由進氣道噴射提供所有需求的燃料。在這里,所述轉(zhuǎn)變可以包括所述控制器發(fā)送信號,以增大進氣道噴射器的工作循環(huán)脈沖寬度并且相應(yīng)地減小所述直接燃料噴射器的工作循環(huán)脈沖寬度。此外,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件在所述第四范圍內(nèi)改變時,所述控制器可以維持燃料僅經(jīng)由進氣道燃料噴射的輸送。例如,當在所述第四范圍中操作時,所述發(fā)動機可以用100%進氣道噴射燃料和0%直接噴射燃料加燃料,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變時(例如,發(fā)動機轉(zhuǎn)速從500rpm改變?yōu)?500rpm,且/或發(fā)動機負荷從1巴改變?yōu)?巴時)。
此外,在一些實施例中,所述第一范圍和所述第四范圍之間或所述第四范圍和所述第二范圍之間可以是第三過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍。所述第三過渡發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍可以是所述第一范圍、所述第二范圍或所述第四范圍的一子集。如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件經(jīng)確定在所述第三過渡范圍中,所述進氣道燃料噴射量可以設(shè)定為在所述第一范圍中輸送的所述校準的最小量和所有進氣道燃料噴射之間或者在所述第二范圍中輸送的所述第一量和所有進氣道燃料噴射之間的線性插值?;谠谒龅谌^渡范圍內(nèi)的所述發(fā)動機操作位置,可以調(diào)整所述進氣道燃料噴射量。例如,當所述發(fā)動機操作位置在更接近所述第四范圍的所述第三過渡范圍內(nèi)時,所述進氣道燃料噴射量可以從(所述第一范圍的)所述校準的最小量朝向(所述第四范圍的)所有進氣道噴射線性地外插(在這里增大)。作為另一示例,當所述發(fā)動機操作位置在更接近所述第四范圍的所述第三過渡范圍內(nèi)時,所述進氣道燃料噴射量可以從所有進氣道燃料噴射朝向(所述第一范圍的)所述校準的最小量線性地外插(在這里減小)。
如果所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件不在所述第四范圍中,則在322處,所述方法包括基于發(fā)動機工況用燃料噴射輪廓給所述發(fā)動機加燃料。這可以包括不用進氣道燃料噴射操作以及/或者用比進氣道噴射燃料的校準的最小量更小的量操作。
參照圖3的方法討論的示例范圍在圖4中相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖以圖形方式描述。圖400示出第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍408,其中所述發(fā)動機用校準的最小量的進氣道噴射燃料(例如,10%)操作并且剩余的燃料經(jīng)由直接噴射提供。此外,在所述第一范圍408內(nèi),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速或發(fā)動機負荷增大或減小時,維持進氣道燃料噴射處于所述校準的量。
將理解的是在進一步的示例中,響應(yīng)于減速燃料切斷條件得到滿足(如當所述車輛正在減速或驅(qū)動需求下降低于閾值時),所述發(fā)動機控制器還可以向所述燃料噴射器發(fā)送信號,以經(jīng)由聯(lián)接到所述進氣道噴射燃料軌的進氣道噴射器和聯(lián)接到所述直接噴射燃料軌的直接噴射器中的每個停止氣缸燃料噴射。例如,所述控制器可以選擇性地停用所述燃料噴射器。氣缸燃燒可以然后在第一條件期間響應(yīng)于駕駛員需求增加被重新啟動并且在第二條件期間,燃燒可以響應(yīng)于估計的燃料軌溫度重新啟動,而無駕駛員需求增加。例如,燃料燃燒可以響應(yīng)于燃料軌溫度的下降或上升重新啟動。另外地,當重新啟動所述氣缸燃燒時,所述發(fā)動機可以假設(shè)在每個及所有發(fā)動機燃燒條件下用至少所述校準量的進氣道噴射燃料加燃料。
圖400還示出第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍404,其中所述發(fā)動機用比所述校準的最小量更高的第一量的進氣道噴射燃料(例如,80%)操作和剩余的燃料經(jīng)由直接噴射提供。此外,在第二范圍404內(nèi),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速或發(fā)動機負荷增大或減小時,維持進氣道燃料噴射處于所述第一量。
圖400還包括在所述第一范圍和所述第二范圍之間的第一過渡區(qū)域406。在所述第一過渡范圍內(nèi),所述進氣道燃料噴射量可以隨著發(fā)動機負荷改變而改變,同時當發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變時,對于給定的負荷,保持相同。具體地,當發(fā)動機負荷改變時,所述進氣道燃料噴射量可以設(shè)定為在所述第一范圍中輸送的所述校準的最小量和在所述第二范圍中輸送的所述第一量之間線性地內(nèi)插的值。例如,當發(fā)動機負荷減小(從過渡范圍406的頂部朝向所述范圍的底部移動)時,所述進氣道燃料噴射量可以從所述校準的最小量朝向所述第一量線性地增大。
圖400還示出第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍410,其中所述發(fā)動機用比所述校準的最小量更高但比所述第一量更低的第二量的進氣道噴射燃料(例如,20%)操作。剩余的燃料經(jīng)由直接噴射提供。此外,在第二范圍410內(nèi),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速或發(fā)動機負荷增大或減小時,維持進氣道燃料噴射處于所述第一量。
此外,第二過渡區(qū)域412呈現(xiàn)在所述第一范圍406和所述第三范圍410之間。在所述第二過渡區(qū)域412內(nèi),所述進氣道燃料噴射量可以隨著發(fā)動機負荷改變以及隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變而改變。具體地,當發(fā)動機負荷從所述第一范圍的閾值負荷增大時,且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速朝向所述第一范圍的所述較高端增大時,所述進氣道燃料噴射量可以設(shè)定為在所述第一范圍中輸送的所述校準的最小量和在所述第三范圍中輸送的所述第二量之間線性地內(nèi)插的值。例如,當發(fā)動機負荷增大(從所述第一范圍移動到過渡范圍412)時,所述進氣道燃料噴射量可以從所述校準的最小量朝向所述第二量線性地增大。
圖400還示出第四發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍402,其中所述發(fā)動機用經(jīng)由進氣道噴射輸送的所有燃料且不用經(jīng)由直接噴射輸送的燃料操作。此外,在第四范圍402內(nèi),當發(fā)動機轉(zhuǎn)速或發(fā)動機負荷增大或減小時,僅維持進氣道燃料噴射且直接噴射保持停用。
將理解的是如本文所用,所述校準的最小量的進氣道噴射燃料可以是絕對量的燃料,或相對量或比例(或比)的燃料。例如,所述校準的最小燃料量可以是10%(或0.1),其中對于任何及每個發(fā)動機燃燒條件,基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件確定總?cè)剂狭浚⑶胰缓笾辽?0%的總?cè)剂献鳛檫M氣道噴射輸送,而剩余(90%或更少)的燃料作為直接噴射輸送。
返回到303(圖3A),如果設(shè)置燃料系統(tǒng)退化標志,所述方法移動來識別所述退化的本質(zhì)并相應(yīng)地調(diào)整燃料系統(tǒng)操作和燃料噴射輪廓。特別地,在330(圖3B)處,所述方法包括確定由于直接噴射器退化的指示是否設(shè)置所述標志。如果是,則在332處,所述方法包括停用燃料的直接噴射以及僅用進氣道噴射燃料操作所述發(fā)動機。因此,當不經(jīng)由所述直接噴射器輸送燃料時,存在噴射器尖端升溫的可能性。因此,在經(jīng)由僅進氣道噴射的輸送期間,可以持續(xù)地監(jiān)控所述直接噴射器尖端溫度,并且可以繼續(xù)燃料的進氣道噴射,直到所述直接噴射器尖端溫度達到閾值。在那之后,也可以停用所述進氣道噴射。另外,當停用所述直接噴射器時,可以以一較大量限制發(fā)動機扭矩,如限制到第一水平的轉(zhuǎn)矩。
如果由于直接噴射器退化的指示未設(shè)置所述標志,在334處所述方法包括確定是否由于進氣道噴射器退化的指示設(shè)置所述標志。如果是,則在336處,所述方法包括停用燃料的進氣道噴射以及用僅直接噴射燃料操作所述發(fā)動機。當停用所述直接噴射器時,可以以一較小量限制發(fā)動機扭矩,如限制到比所述第一水平的扭矩更高的第二水平的扭矩。
如果由于進氣道噴射器退化未設(shè)置所述標志,在338處所述方法包括確定是否由于高壓泵(HPP)退化的指示設(shè)置所述標志。因此,所述高壓泵可以用于在較高壓力下輸送燃料到所述直接噴射器及其相關(guān)聯(lián)的燃料軌。如果所述HPP退化,則在340處,所述方法包括停用所述燃料的壓縮直接噴射(也就是,在壓縮沖程期間燃料的直接噴射),以及僅允許燃料的進氣直接噴射(也就是,在進氣沖程期間燃料的直接噴射)。
如果由于HPP退化的指示未設(shè)置所述標志,在342處所述方法包括確定是否由于低壓泵(LPP)退化的指示設(shè)置所述標志。因此,所述低壓泵可以是用于從燃料箱提升燃料的提升泵,并且隨后輸送燃料到所述進氣道噴射器及其相關(guān)聯(lián)的燃料軌以及到所述高壓泵和在其上到所述直接噴射器及其相關(guān)聯(lián)的燃料軌。如果所述LPP退化,則在344處,所述方法包括當可以減少燃料輸送時關(guān)閉所述發(fā)動機。
以這種方式,在當所述發(fā)動機正在高于閾值負荷操作時在升溫發(fā)動機中燃燒期間,當發(fā)動機負荷增大到上負荷限制時并且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大到上轉(zhuǎn)速限制時,發(fā)動機可以用校準的最小量的進氣道噴射燃料和作為直接噴射提供的大量燃料被加燃料。然后,當所述發(fā)動機負荷增大到高于所述上負荷限制時,并且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大超過所述上轉(zhuǎn)速限制,輸送到所述發(fā)動機的進氣道噴射燃料的比例可以增大到高于所述校準的最小量的進氣道噴射燃料和作為直接噴射提供的剩余的燃料。相比之下,低于所述閾值負荷并且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大到高于下轉(zhuǎn)速限制時,所述發(fā)動機可以用比校準的最小量的進氣道噴射燃料稍微更多的燃料和作為直接噴射提供的大量的剩余燃料加燃料。然而,低于所述閾值負荷并且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小到低于所述下轉(zhuǎn)速限制,如在發(fā)動機升溫啟動期間或者在升溫的發(fā)動機空轉(zhuǎn)期間,所述發(fā)動機可以僅用進氣道噴射而不用作為直接噴射提供的燃料加燃料。換句話說,在任何及每個燃燒升溫發(fā)動機工況期間,所述發(fā)動機可以用局部直接噴射或非直接噴射操作。也就是,在任何及每個燃燒升溫的發(fā)動機工況期間,所述發(fā)動機用局部進氣道噴射或全部進氣道噴射操作。
因此,如參照圖4的映射圖詳細闡述,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件改變時,經(jīng)由相對于直接燃料噴射的進氣道燃料噴射輸送的燃料的比可以改變。具體地,在給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下,當發(fā)動機負荷從最小負荷增大到最大負荷(也就是,當在映射圖400上上下直線上行進時),改變進氣道燃料噴射與直接燃料噴射的比,同時維持所述進氣道燃料噴射至少處于所述最小校準的量。在這里,所述改變包括從在所述給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述最小負荷下的第一比改變?yōu)樵谒鼋o定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述最大負荷下的不同的第二比,所述第一比和所述第二比中的每個均包括至少所述最小的校準量的進氣道噴射燃料。例如,參照圖4,在給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下,響應(yīng)于發(fā)動機負荷的增大,所述比從在所述第二范圍(范圍404)中的第一比改變(在這里減小)為在所述第一范圍(范圍408)中的第二比。作為另一示例,參照圖4,當所述給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閾值轉(zhuǎn)速時,在給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下,響應(yīng)于發(fā)動機負荷的增大,所述比從所述第一范圍(范圍408)中的第一比改變(在這里增大)為所述第三范圍(范圍410)中的第二比。低于所述閾值轉(zhuǎn)速,當所述發(fā)動機負荷增大時,對于給定的轉(zhuǎn)速,維持所述比處于所述第一比。
在可替代的示例中,還參照圖4,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從最小轉(zhuǎn)速增大到最大轉(zhuǎn)速(也就是,當沿映射圖400上的左至右的直線行進時)時,在給定的發(fā)動機負荷下改變經(jīng)由進氣道燃料噴射相對于直接燃料噴射輸送的燃料的比,同時維持所述進氣道燃料噴射至少處于所述最小校準量。在這里,所述改變包括從在所述給定的發(fā)動機負荷和所述最小轉(zhuǎn)速下的第一比改變?yōu)樵谒鼋o定的發(fā)動機負荷和所述最大轉(zhuǎn)速下的不同的第二比,所述第一比和所述第二比中的每個均包括至少所述最小校準量的進氣道噴射燃料。例如,參照圖4,在給定的發(fā)動機負荷下響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大,將所述比從所述第四范圍(范圍402)中的第一比改變(在這里減小)為所述第二范圍(范圍404)中的第二比。作為另一示例,參照圖4,當所述給定的發(fā)動機負荷高于閾值負荷時,在給定的發(fā)動機負荷下響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大,將所述比從所述第一范圍(范圍408)中的第一比改變(在這里增大)為所述第三范圍(范圍410)中的第二比。低于所述閾值負荷,當所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大時,對于給定的負荷,維持所述比處于所述第一比。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5,示出了用于聯(lián)接在車輛中的發(fā)動機的示例燃料噴射調(diào)整。映射圖500在曲線502處示出踏板位置(PP),在曲線504處示出發(fā)動機轉(zhuǎn)速,在曲線506處示出由進氣道燃料噴射輸送的總?cè)剂系囊徊糠?,在曲線508處示出由直接燃料噴射輸送的總?cè)剂系?剩余)部分,并且在曲線510處示出所述進氣道噴射燃料軌的建模燃料溫度。所有曲線沿x軸線隨著時間示出。
在t0之前,可以關(guān)閉所述車輛發(fā)動機。在t1處,可以啟動所述發(fā)動機。然而,自最近發(fā)動機關(guān)閉(或者由于環(huán)境溫度足夠熱),由于所述發(fā)動機在閾值持續(xù)時間內(nèi)啟動,所述發(fā)動機啟動可以是熱啟動。響應(yīng)于所述發(fā)動機重新啟動請求,所述發(fā)動機可以在t0和t1之間經(jīng)由啟動馬達進行曲柄轉(zhuǎn)動。在t1處,可以確定由于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于第二閾值轉(zhuǎn)速且所述發(fā)動機負荷低于第三閾值負荷,所述發(fā)動機正在圖4的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第四范圍中操作。相應(yīng)地,所述發(fā)動機可以在從t1到t2的持續(xù)時間內(nèi)僅經(jīng)由進氣道噴射加燃料。也就是,在t1和t2之間,無燃料經(jīng)由直接噴射輸送,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷在t1和t2之間改變(同時停留在所述第四范圍內(nèi))時。
在t2處,響應(yīng)于踩加速器踏板,所述發(fā)動機可以從(圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第四范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第二范圍。也就是,發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以增大到高于所述第二閾值轉(zhuǎn)速,而發(fā)動機負荷可以增大到高于所述第三發(fā)動機負荷,同時保持低于第一閾值負荷。相應(yīng)地,所述發(fā)動機加燃料可以從僅經(jīng)由進氣道噴射加燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕眠M氣道噴射加燃料(也就是,高于所述校準的最小量507,如在80%),其中剩余的燃料(如20%)在從t2至t3的持續(xù)時間內(nèi)經(jīng)由直接噴射輸送。也就是,在t2和t3之間,維持所述進氣道加燃料比高于所述校準的最小量,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變(同時停留在所述第二范圍內(nèi))時。
在t3處,響應(yīng)于另一踩加速器踏板,所述發(fā)動機可以從(圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第二范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第一范圍。也就是,發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以高于所述第二閾值轉(zhuǎn)速,而發(fā)動機負荷可以增大到高于所述第一發(fā)動機負荷。相應(yīng)地,所述發(fā)動機加燃料可以從主要地(但不唯一地)經(jīng)由進氣道噴射加燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕亟?jīng)由直接噴射加燃料。具體地,這里在從t3至t4的持續(xù)時間內(nèi),所述進氣道噴射減小到校準的最小量507(如減小到10%),其中大量的燃料(如90%)經(jīng)由直接噴射輸送。因此,發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件可以在所述第一范圍內(nèi),其中僅請求直接加燃料(例如,對于爆震控制)。然而,此類請求被超控并且燃料主要地經(jīng)由直接噴射輸送,其中進氣道噴射維持在所述校準的最小量,以啟用進氣道燃料軌溫度控制(即使不需要專用進氣道燃料軌溫度傳感器)。也就是,在t3和t4之間,所述進氣道加燃料比維持在所述校準的最小量,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變(同時停留在所述第一范圍內(nèi))時。
在t4處,響應(yīng)于另一踩加速器踏板,所述發(fā)動機可以從(圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第一范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第三范圍。也就是,發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以高于第三閾值轉(zhuǎn)速,而發(fā)動機負荷可以增大到高于第二閾值發(fā)動機負荷。相應(yīng)地,所述發(fā)動機加燃料可以從主要地(但不唯一地)經(jīng)由直接噴射加燃料轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟛糠值亟?jīng)由進氣道噴射加燃料。具體地,這里在從t4至t5的持續(xù)時間內(nèi),所述進氣道噴射從所述校準的最小量507增大到較高的量,如20%進氣道噴射,其中剩余的燃料(如80%)經(jīng)由直接噴射輸送。也就是,在t4和t5之間,所述進氣道加燃料比被維持稍微高于所述校準的最小量,甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷改變(同時停留在所述第三范圍內(nèi))時。
在t5處,響應(yīng)于松開加速器踏板,所述發(fā)動機可以從(圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第三范圍轉(zhuǎn)變?yōu)?圖4的)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷映射圖的第一范圍。也就是,發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以降低較高的量,而發(fā)動機負荷可以減少較小的量。相應(yīng)地,所述發(fā)動機加燃料可以轉(zhuǎn)變回到主要地(但不唯一地)經(jīng)由直接噴射加燃料。具體地,這里在從t5起的持續(xù)時間內(nèi),所述進氣道噴射返回到校準的最小量507,其中大量的燃料經(jīng)由直接噴射輸送。
在一個示例中,示例發(fā)動機方法包括:在燃料系統(tǒng)的非退化模式期間,經(jīng)由發(fā)動機驅(qū)動的高壓燃料泵使進氣道噴射燃料軌和直接噴射燃料軌每個中的燃料加壓;以及對于每個燃燒事件用至少大于零的進氣道噴射燃料的校準的最小量給所述發(fā)動機加燃料。在上述示例的進一步實施例中,獨立于所測量的所述進氣道噴射燃料軌的燃料溫度執(zhí)行所述用至少校準的最小量加燃料。在上述示例的任何示例中,另外地或可替代地,所述加燃料包括當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件在發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件的第一范圍內(nèi)改變時,維持進氣道燃料噴射處于所述校準的最小量。在上述示例的任何或所有示例中,所述第一范圍包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第一閾值轉(zhuǎn)速并且發(fā)動機負荷高于第一閾值負荷。在上述示例的任何或所有示例中,所述方法可以另外地或可替代地進一步包括響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件從所述第一范圍到第二范圍的變化,將進氣道燃料噴射從所述校準的最小量轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝涣?,所述第二范圍包括發(fā)動機負荷低于所述第一閾值負荷并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第二閾值轉(zhuǎn)速,所述第二閾值轉(zhuǎn)速比所述第一閾值轉(zhuǎn)速更高,所述第一量高于所述校準的最小量。在包括所述轉(zhuǎn)變的前述示例的任何示例中,所述轉(zhuǎn)變可以包括經(jīng)由進氣道噴射輸送一定量的燃料,所述量在所述第一范圍的所述校準的最小量和所述第二范圍的第一量之間線性地外插。在上述示例的任何或所有示例中,所述方法可以另外地或可替代地進一步包括響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷條件從所述第一范圍到第三范圍的變化,將進氣道燃料噴射從所述校準的最小量轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙?,所述第三范圍包括發(fā)動機負荷高于第二閾值負荷,所述第二閾值負荷比所述第一閾值負荷更高,和發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第三閾值轉(zhuǎn)速,所述第三閾值轉(zhuǎn)速比所述第二閾值轉(zhuǎn)速更高,所述第二量低于所述第一量且高于所述校準的最小量。在包括所述轉(zhuǎn)變的前述示例的任何示例中,所述轉(zhuǎn)變可以包括從用所述校準的最小量的進氣道噴射燃料給所述發(fā)動機加燃料轉(zhuǎn)變?yōu)橛脙H在第四范圍中經(jīng)由進氣道噴射輸送的燃料給所述發(fā)動機加燃料,所述第四范圍包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所述第二閾值轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負荷低于第三閾值負荷,所述第三閾值負荷比所述第一閾值負荷更低。在上述示例的任何或所有示例中,獨立于所測量的所述進氣道噴射燃料軌的燃料溫度確定所述校準的最小量的進氣道噴射燃料,并且所述校準的最小量的進氣道噴射燃料基于所述進氣道噴射燃料軌的建模燃料溫度。
在前述示例的任何示例中,所述方法另外地或可替代地包括經(jīng)由直接噴射輸送剩余的總?cè)剂蠂娚淞?。在前述示例的任何示例中,所述方法另外地或可替代地包括當發(fā)動機負荷從最小負荷增大到最大負荷時,改變在給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下經(jīng)由相對于直接燃料噴射的進氣道燃料噴射輸送的燃料的比,同時維持所述進氣道燃料噴射至少處于所述最小校準量。在包括改變的示例的任何示例中,所述改變包括將在所述給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述最小負荷下的第一比改變?yōu)樵谒鼋o定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述最大負荷下的不同的第二比,所述第一比和所述第二比中的每個均包括至少所述最小校準量的進氣道噴射燃料。
在前述示例的任何示例中,所述方法另外地或可替代地包括當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從最小轉(zhuǎn)速增大到最大轉(zhuǎn)速時,改變在給定的發(fā)動機負荷下經(jīng)由相對于直接燃料噴射的進氣道燃料噴射輸送的燃料的比,同時維持所述進氣道燃料噴射至少處于所述最小校準量。在包括改變的示例的任何示例中,所述改變包括從在所述給定發(fā)動機負荷和所述最小轉(zhuǎn)速下的第一比改變?yōu)樵谒鼋o定發(fā)動機負荷和所述最大轉(zhuǎn)速下的不同的第二比,所述第一比和所述第二比中的每個均包括至少所述最小校準量的進氣道噴射燃料。
在前述示例的任何或所有示例中,所述方法另外地或可替代地包括響應(yīng)于減速燃料切斷條件得到滿足,停止經(jīng)由聯(lián)接到所述進氣道噴射燃料軌的進氣道噴射器和聯(lián)接到所述直接噴射燃料軌的直接噴射器每個的燃料噴射,以及在第一條件期間基于駕駛員需求增加重新啟動氣缸燃燒并且在第二條件期間,響應(yīng)于所估計的燃料軌溫度重新啟動燃燒,而無駕駛員需求增加。
用于雙燃料噴射系統(tǒng)的另一示例方法,其包括:在當僅經(jīng)由直接噴射請求燃料時的條件期間,超控所述燃料請求并以第一校準的最小量的進氣道噴射燃料和第二剩余量的直接噴射燃料輸送燃料。前述示例另外地或任選地進一步包括當發(fā)動機負荷從最小負荷增大到最大負荷時,在給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下改變所述第一量相對于所述第二量的比,同時維持所述第一校準的最小量的進氣道噴射燃料。另外地或任選地,在前述示例的任何或所有示例中,所述改變包括從在所述給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述最小負荷下的第一比改變?yōu)樵谒鼋o定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述最大負荷下的不同的第二比,所述第一比和所述第二比中的每個均包括至少所述第一校準的最小量的進氣道噴射燃料。另外地或任選地,在前述示例的任何或所有示例中,所述方法還包括當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從最小轉(zhuǎn)速增大到最大轉(zhuǎn)速時,在給定的發(fā)動機負荷下改變所述第一量相對于所述第二量的比,同時維持所述進氣道燃料噴射至少處于所述第一校準的最小量的進氣道噴射燃料。另外地或任選地,在前述示例的任何或所有示例中,所述改變包括從在所述給定發(fā)動機負荷和所述最小轉(zhuǎn)速下的第一比改變?yōu)樵谒鼋o定發(fā)動機負荷和所述最大轉(zhuǎn)速下的不同的第二比,所述第一比和所述第二比中的每個均包括至少所述第一校準的最小量的進氣道噴射燃料。另外地或任選地,在前述示例的任何或所有示例中,所述條件包括所述燃料噴射系統(tǒng)的非退化模式和所述發(fā)動機正在升溫。另外地或任選地,在前述示例的任何或所有示例中,所述方法進一步包括建模所述進氣道噴射燃料軌的燃料溫度;以及基于所述建模的燃料溫度估計所述校準的最小量的進氣道噴射燃料。
用于雙燃料噴射啟動的發(fā)動機(dual fuel injection enabled engine)的另一示例方法包括:在任何及每個發(fā)動機非啟動工況下,用至少校準的最小量的進氣道噴射燃料給所述發(fā)動機加燃料;以及在發(fā)動機工況下僅部分地用直接噴射燃料給所述發(fā)動機加燃料。所述前述示例方法可以另外地或可替代地包括:響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷轉(zhuǎn)變,用更多的所述校準的最小量的進氣道噴射燃料給所述發(fā)動機加燃料;以及相應(yīng)地經(jīng)由直接噴射減少所述發(fā)動機的加燃料。在前述示例的任何示例中,用比所述校準的最小量的進氣道噴射燃料更多的燃料給所述發(fā)動機加燃料另外地或任選地包括僅用進氣道噴射燃料給所述發(fā)動機加燃料;以及不用直接噴射燃料給所述發(fā)動機加燃料。
以這種方式,通過在其中所述發(fā)動機升溫和非啟動加燃料的所有發(fā)動機燃燒條件下,維持進氣道燃料噴射至少處于校準的最小量,能夠減少由于加燃料加熱(或沸騰)引起的加燃料誤差和在進氣道噴射燃料軌中的燃料蒸氣形成。通過甚至當發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷條件改變時穿過所述進氣道噴射燃料軌緩慢移動至少所述校準的最小燃料量,啟動進氣道燃料軌溫度控制,而不需要專用的溫度傳感器或復(fù)雜的燃料溫度控制例程。通過甚至在發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負荷范圍中經(jīng)由進氣道噴射輸送所述校準的最小量的燃料,其中僅燃料的直接噴射另外將被命令,更節(jié)約成本地實現(xiàn)溫度控制。
注意本文包括的示例控制和估計例程能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文公開的控制方法和例程可以作為可執(zhí)行指令存儲在非臨時性存儲器中,并且可以由包括所述控制器的控制系統(tǒng)與所述各種傳感器、致動器和其他發(fā)動機硬件結(jié)合實行。本文所述的具體例程可以表示諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個。因此,所示的各種動作、操作和/或功能可以以所示的順序、并行執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣地,不必要求所述處理順序來實現(xiàn)本文所述的示例性實施例的特征和優(yōu)點,但提供所述處理順序是便于說明和描述。所示的動作、操作和/或功能中的一個或多個可以根據(jù)所使用的特定策略重復(fù)地執(zhí)行。此外,所述的動作、操作和/或功能可以以圖形方式表示要編入所述發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器中的代碼,其中所述動作通過結(jié)合所述電子控制器執(zhí)行在包括所述各種發(fā)動機硬件組件的系統(tǒng)中的指令來實行。
將理解的是本文公開的配置和例程在本質(zhì)上是示例性的,并且這些具體實施例不應(yīng)被認為具有限制意義,因為許多變型都是可能的。例如,上述術(shù)語能夠應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f且非顯而易見的組合和子組合。
隨后的權(quán)利要求特別地指出視為新穎且非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可以指“一個”元件或“第一”元件或它們的等同物。此類權(quán)利要求應(yīng)該被理解為包括一個或多個此類元件的結(jié)合,既不要求也不排除兩個或更多個此類元件。所公開的特征、功能、元件和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合可以通過本權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求來要求保護。此類權(quán)利要求無論在范圍上比原始權(quán)利要求更寬、更窄、相同或不同也被認為包括在本公開的主題內(nèi)。