CN105089770A - 用于直接喷射噪音减轻的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方法,该方法减轻进气道燃料喷射和直接燃料喷射(PFI-DI)发动机中直接喷射系统的噪声并减少NVH硬件。在冷机起动期间可以增加发动机怠速以减轻直接喷射噪声,而在暖机怠速期间可以在直接喷射器清除循环期间打开发动机冷却风机以减轻直接喷射噪声。这允许更高效运行PFI-DI发动机且不担忧直接喷射系统的直接喷射器和高压泵产生的噪声。
Description
技术领域
本发明整体上涉及用于包含具有高压泵的直接喷射系统的内燃发动机以减轻噪声、振动和粗糙性(NVH)的系统和方法。
背景技术
具有进气道燃料喷射和直接燃料喷射(PFI-DI)的内燃发动机具有很多优点,比如排放性能和发动机优化。低负荷时,使用进气道燃料喷射减少发动机排放、改善燃料汽化以及减少泵气损失和燃料消耗。高负荷时,使用直接燃料喷射增加燃烧效率、改善发动机性能和燃料消耗。在冷机起动期间也利用直接燃料喷射以改善催化剂变暖(warmup)时间。然而,直接喷射系统的运转产生噪声(比如滴嗒声(ticking))并且在特定工况下对于车辆的乘客是可察觉的,这可能使他们担忧和/或不满意。
Krengel等在US7373924公开了一种减轻直接喷射系统运转产生的噪声的方法。其中,通过控制高压泵的电磁阀来减轻噪声。特别地,在发动机噪声以及噪声、振动和粗糙性(NVH)硬件不足以减轻直接喷射系统噪声时的发动机工况(比如在发动机冷机起动和暖机怠速状况期间)下停用电磁阀。Mueller等在US8161945公开的另一种减轻直接喷射系统产生的噪声的示例方法包含在直接喷射系统中设置直列噪声过滤器装置以减少系统的NVH。
发明内容
然而,发明人识别到上面解决方案的潜在问题。在Krengel的方法中,直接喷射使用受到限制。通过在来自直接喷射系统的噪声可能被车辆的乘客听到时的状况期间停用高压泵的电磁阀,不能完全利用直接喷射来改善总体的发动机和排放效率。在Mueller的方法中,额外的NVH硬件(比如直列噪声过滤器)占了更多的空间并且增加成本。
发明人已经认识到上述问题并且开发了一种减轻直接喷射系统的噪声的方法。方法包含在第一发动机起动期间当执行直接燃料喷射时以较高的第一怠速运转发动机,而在第二发动机冷机起动期间当仅执行进气道燃料喷射时以较低的第二怠速运转。此外,在暖机怠速(warmedupidlespeed)期间并且响应于直接喷射器清除循环,其中发动机温度低于启用冷却风机的温度,当执行清除循环时启用冷却风机。这样,通过允许在所有工况下使用进气道燃料喷射和直接喷射可以对燃烧和排放更高效运行发动机同时在特定工况期间减轻直接喷射系统的噪声。
在一个示例中,暖机怠速的系统可能需要执行直接喷射器清除循环以去除喷射器喷头上的结焦(coking)。在暖机怠速期间,发动机转速较低并且发动机温度低于运行发动机冷却风机的阈值。在清除循环期间来自直接喷射系统的噪声可能被车辆乘客听到并且使他们担忧。为了减轻噪声,可以在与直接喷射清除循环重叠的时间段期间打开发动机冷却风机。发动机冷却风机的噪声是乘客熟悉的,并且在暖机怠速期间发动机冷却风机的运转减少了直接喷射系统的噪声水平。
根据本发明的一方面,提供一种用于发动机的方法,包含:响应于第一发动机冷起动期间的至少一些直接燃料喷射,将发动机怠速升高至第一水平以将催化剂温度升高至阈值温度以上;以及响应于第二发动机冷机起动期间的纯进气道燃料喷射,将发动机怠速升高至低于第一水平的第二水平以将催化剂温度升高至阈值温度以上。
根据本发明的一个实施例,第一水平是掩蔽来自直接燃料喷射的NVH的水平。
根据本发明的一个实施例,进一步包含,响应于第一发动机冷机起动期间的至少一些直接燃料喷射而主动运转发动机冷却风机。
根据本发明的一个实施例,进一步包含,在第一冷起动期间,催化剂温度高于阈值温度之后基于从发动机再起动起的燃烧事件数量增加进气道燃料喷射。
根据本发明的另一方面,提供一种发动机系统,包含:发动机;配置用于将燃料直接喷射进发动机的直接喷射器;配置用于将燃料进气道喷射进发动机的进气道喷射器;配置用于冷却发动机的冷却风机;以及具有计算机可读指令的控制器,指令用于:响应于发动机冷机起动状况期间的直接燃料喷射而通过将发动机怠速升高至阈值转速以上来掩蔽来自直接喷射的NVH;以及响应于暖机怠速状况期间的直接燃料喷射,通过主动运转冷却风机掩蔽来自直接喷射的NVH。
根据本发明的一个实施例,阈值转速高于响应于发动机冷机起动状况期间进气道燃料喷射使用的发动机怠速。
根据本发明的一个实施例,暖机怠速状况包括发动机温度低于自动打开冷却风机用于发动机冷却的阈值温度。
根据本发明的一个实施例,执行暖机怠速状况期间的直接燃料喷射用于直接喷射器的喷头的清除堵塞。
根据本发明的一个实施例,控制器进一步包括用于在暖机怠速状况期间响应于完成直接喷射器喷头清除堵塞和转变为进气道燃料喷射中的一者而停用冷却风机的指令。
根据本发明的一个实施例,控制器进一步包括在发动机冷机起动状况期间响应于冷机起动期间直接喷射器的停用而将发动机怠速降低至阈值转速以下的指令。
这样,在选择的状况期间可以有利地使用已有的发动机部件以减轻直接喷射系统的噪声。通过运转发动机冷却风机或改变发动机怠速,提供了减轻直接喷射系统噪声的熟悉的发动机噪声。例如,在运行直接喷射的发动机冷机起动期间可以增加发动机怠速以改善催化剂变暖时间以减轻直接喷射噪声。使用发动机冷却风机或者改变发动机怠速允许减少NVH硬件,减少直接喷射系统的成本并且允许更高效地运行进气道燃料喷射和直接喷射(PFI-DI)发动机。
应理解,提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理,其将在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由遵循具体实施例的权利要求书确定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
附图说明
图1示意地描述示例配置有进气道燃料喷射和直接喷射的发动机汽缸;
图2示意地描述包括配置用于进气道燃料喷射(PFI)和直接燃料喷射(DI)的多缸发动机的示例车辆系统;
图3显示了运转PFI-DI发动机且噪声减轻的示例方法;
图4显示了在配置有PFI-DI的发动机中用于噪声减轻的示例方法;
图5显示了维护直接喷射器且噪声减轻的示例方法;
图6显示了基于发动机冷却需要和噪声减轻需要而运转发动机冷却风机的示例方法;
图7显示了基于催化剂加热需要和噪声减轻需要而调节发动机怠速的示例方法;
图8是在直接喷射器运转期间特定状况下噪声减轻的示例时间线的代表图。
具体实施方式
本发明涉及在配置有如图1和2显示的进气道燃料喷射和直接燃料喷射的内燃发动机的选择的发动机工况期间减轻直接喷射系统的噪声的方法和系统。在选择的状况期间,当直接喷射系统的噪声可能被车辆的乘客听到时,控制器可以执行程序(比如图3-7中的程序)以减轻噪声。照这样,连接至燃料导轨和直接喷射器的高压泵可能产生使乘客感到烦恼的滴答噪声。比如在冷机起动期间通过运转发动机部件(比如发动机冷却风机(图6))或者增加发动机怠速(图7),可以将来自直接喷射系统部件的NVH问题减轻或者掩蔽至乘客不讨厌的水平。图8说明可以包括噪声减轻的示例发动机运转情形。
图1描述包括直接燃料喷射的内燃发动机10的汽缸或燃烧室的示例实施例。可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统以及通过来自车辆操作者130经由输入装置132的输入而控制发动机10。控制器12显示为微电脑,包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特别的实施例中显示为只读存储芯片(ROM)110)、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114和数据总线。在该示例中,输入装置132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的汽缸(即燃烧室)14可以包括活塞138位于其中的燃烧室壁136。活塞138可以连接至曲轴140使得活塞的往返运动转化为曲轴的转动运动。曲轴140可以经由传动系统(未显示)连接至乘用车的至少一个驱动轮。此外,起动机马达可以经由飞轮连接至曲轴140以实现发动机10的起动运转。
汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146可以与发动机10的除汽缸14之外的其它汽缸连通。在一些实施例中,一个或多个进气通道可以包括增压装置,比如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1显示了发动机10配置有涡轮增压器,涡轮增压器包括设置在进气通道142和144之间的压缩器174和沿排气通道148设置的排气涡轮176。压缩器174可以至少通过排气涡轮176经由轴180驱动,其中增压装置配置为涡轮增压器。然而,在其它示例中,比如发动机10提供有机械增压器,排气涡轮176可以选择性地省略,这时可以通过来自马达或发动机的机械输入驱动压缩器174。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道设置用于改变提供至发动机汽缸的进气的流率和/或压力。例如,如图1所示节气门162可安装在压缩器174的下游或者提供在压缩器174的上游。
排气通道148可以接收来自发动机10的汽缸14以及其它汽缸的排气。排气传感器128显示为连接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以是用于提供排气空燃比指示的任何适当的传感器,比如线性氧传感器或者UEGO(通用或宽域排气氧传感器),双态氧传感器或EGO(如描述的),HEGO(加热型EGO),氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)或氧化碳(CO)传感器。排气控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或它们的组合。
发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门以及一个或多个排气门。例如,汽缸14显示为包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气门150和至少一个排气门156。在该示例中,进气门150和排气门156说明为提升阀。在一些实施例中,发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气阀。
可以通过控制器12经由驱动器152控制进气门150。类似地,可以通过控制器12经由驱动器154控制排气门156。在一些状况期间,控制器12可以改变提供至驱动器152和154的信号以控制各个进气门和排气门的打开和关闭。可以通过各自的气门位置传感器(未显示)确定进气门150和排气门156的位置。气门驱动器可以是电动气门驱动类型或凸轮驱动类型或其组合。可以同时控制进气门和排气门正时,或者可以使用任何可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定的凸轮正时。每个凸轮驱动系统可以包括一个或多个凸轮,并且可利用可以通过控制器12运转以改变气门运转的凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。例如,汽缸14可以可替代地包括经由电动气门驱动控制的进气门以及经由包括CPS和/或VCT的凸轮驱动控制的排气门。在其它实施例中,进气门和排气门可以通过共用的气门驱动器或驱动系统、或者可变气门正时驱动器或驱动系统来控制。
汽缸14可以具有压缩比,其为当活塞138处于下止点时的容积与活塞138处于上止点时的容积的比例。通常,压缩比的范围是9:1到10:1。然而,在使用了不同燃料的一些示例中,可以增加压缩比。例如,当使用较高辛烷燃料或较高汽化潜热的燃料时可能发生这种情况。如果使用直接喷射,由于直接喷射对发动机爆震的影响,也可以增加压缩比。
在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可包括用于发起燃烧的火花塞192。在选择的运转模式下,点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192提供点火火花至燃烧室14。然而,在一些实施例中,可以省略火花塞192,比如发动机10可以通过自动点火或者通过燃料喷射发起燃烧。
[2014-3-83414082]在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可以配置有用于向汽缸提供燃料的一个或多个燃料喷射器。在一个非限制性示例中,汽缸14显示为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166显示为直接连接至汽缸14用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的脉冲宽度信号FPW-1成比例地直接向其中喷射燃料。这样,燃料喷射器166提供使燃料进入燃烧汽缸14的已知的直接燃料喷射(下文称为“DI”)。虽然图1中喷射器166显示为侧喷射器,但是它还可以位于活塞的上方,比如在火花塞192的位置附近。当运转具有醇基燃料的发动机时,由于一些醇基燃料较低的挥发性,这样的位置可以改善混合和燃烧。可替代地,喷射器可位于进气门上方并与之靠近以改善混合。可以从包括燃料箱、燃料泵、燃料导轨和驱动器168的燃料系统172将燃料输送至燃料喷射器166。此外,虽然未显示,燃料箱可以具有提供信号至控制器12的压力传感器。
如本说明书详细说明的,在选择的发动机工况期间,当启用直接喷射系统时,可能在车厢中听到讨厌的噪声(例如滴答噪声),该噪声源自直接喷射器和/或连接至直接喷射燃料导轨的高压泵的运转。例如,在冷机起动期间,当发动机转速低于阈值时,滴答噪声可能被车辆乘客舱的乘客听到并且可能使其产生担忧和/或不满意。如在此详细说明的,在这样的状况期间,可以增加发动机怠速以更好掩蔽来自直接喷射系统的NVH。从而,掩蔽DI的NVH使用的发动机怠速增加可以不同于响应于其它发动机工况(比如加热催化剂)使用的发动机怠速增加。额外地或可替代地,可以在正常工况之外主动运转散热器冷却风机以减轻NVH问题。图3-7详细说明了减轻直接喷射系统产生的噪声的示例方法。
燃料喷射器170显示为设置在进气通道146中而不是汽缸14中,配置用于提供使燃料进入汽缸14上游的进气道的已知的进气道燃料喷射(此后也称为PFI)。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的脉冲宽度信号FPW-2成比例地喷射燃料。可以通过燃料系统172将燃料输送至燃料喷射器170。
在汽缸的单个循环期间可以通过两种喷射器输送燃料至汽缸。例如,每个喷射器可以输送在汽缸14中燃烧的全部燃料喷射的一部分。此外,从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随比如此处在下文描述的工况变化。喷射的全部燃料在喷射器166和170之间的相对分配可以称为第一喷射比率。例如,对于为一次燃烧事件经由(进气道)喷射器170喷射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率的示例,而对于为一次燃料事件经由(直接)喷射器166的喷射较大量的燃料可以是进气道与直接喷射的较低第一比率。注意这些仅仅是不同喷射比率的示例,并且可以使用各种其它喷射比率。额外地,应理解可以在进气门打开事件期间、进气门关闭事件期间(例如基本上在进气行程之前,比如在排气行程期间)以及在进气门运转打开和关闭期间输送进气道喷射的燃料。
类似地,例如可以在进气行程期间以及在之前的排气行程的部分期间、在进气行程期间以及在压缩行程的部分期间输送直接喷射的燃料。此外,可以以单次喷射或多次喷射来输送直接喷射的燃料。这些可以包括压缩行程期间的多次喷射、进气行程期间的多次喷射或者压缩行程期间一些直接喷射与进气行程期间一些喷射的组合。当执行多次直接喷射时,直接喷射的全部燃料在进气行程(直接)喷射和压缩行程(直接)喷射之间的相对分配可以称为第二喷射比率。例如,对于为一次燃烧事件在进气行程期间喷射较大量的直接喷射的燃料可以是进气行程直接喷射的较高第二比率的示例,而对于为一次燃烧事件在压缩行程期间喷射较大量的燃料可以是进气行程直接喷射的较低第二比率的示例。注意这些仅仅是不同喷射比率的示例,并且可以使用各种其它喷射比率。
这样,即使对于单个燃烧事件,可以在不同正时从进气道和直接喷射器喷射喷射的燃料。此外,对于单个燃烧事件,可以在每个循环中执行输送的燃料的多次喷射。可以在压缩行程期间、进气行程期间或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
如上文描述的,图1仅显示了多缸发动机的一个汽缸。从而每个汽缸可以类似地包括其自身的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
燃料喷射器166和170具有不同的特征。这些包括尺寸的差异,例如,一个喷射器可以具有比其它喷射器大的喷射孔。其它差异包括但不限于不同的喷洒角度、不同的运转温度、不同的指向、不同的喷射正时、不同的喷洒特征、不同的位置等。此外,取决于喷射器170和166之间喷射的燃料的分配比率,可以实现不同的效果。
燃料系统172可以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质量的燃料或者可以容纳具有不同燃料质量(比如不同的燃料成分)的燃料。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的燃料混合和/或其组合等。在一个示例中,具有不同醇含量的燃料可以包括汽油、乙醇、甲醇或醇混合物(比如E85(其中约85%的乙醇和15%的汽油)或M85(其中约85%的甲醇和15%的汽油))。其它的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(比如汽油)的燃料箱并且还包括容纳气体燃料(比如压缩天然气(CNG))的燃料箱。燃料喷射器166和170可以配置用于从相同的燃料箱、从不同的燃料箱、从多个相同的燃料箱或者从重叠的燃料箱组喷射燃料。
控制器12可以从连接至发动机10的传感器接收多个信号,除之前讨论的那些信号外,还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值、来自连接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型的传感器)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124的歧管绝对压力信号(MAP)。可以通过控制器12从信号PIP产生发动机转速信号(RPM)。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真空或压力的指示。
存储媒介只读存储器110可以编程有代表可以通过处理器106执行用于执行下文描述的方法以及其预期的但没有特别列出的变型的指令的计算机可读数据。可以通过控制器执行示例程序(比如图3-6中概述的程序)。
图2显示了根据本发明的具有连接至机动车202的多缸发动机系统10(比如图1中的发动机系统10)的车辆系统200的示意图。如图1描述的,内燃发动机10包括从多个传感器230接收输入并且从驱动器232发送输出的控制器12。发动机10进一步包括连接至进气通道146和排气通道148的汽缸14。进气通道146可以包括节气门162。排气通道148可以包括排放控制装置178。发动机10显示为连接至涡轮增压器的增压发动机,该涡轮增压器具有经由轴180连接至涡轮176的压缩器174。在一个示例中,压缩器和涡轮可以连接在双涡流涡轮增压器内。在另一个示例中,涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器,其中涡轮几何形状随发动机转速和其它工况的函数而主动变化。
压缩器174通过充气空气冷却器(CAC)218连接至节气门162。例如,CAC218可以是空气-空气(air-to-air)或者空气-水(air-to-water)热交换器。来自压缩器174的热压缩空气充气进入CAC218的入口、随着它流动通过CAC而冷却并且随后流出通过节气门162至进气歧管146。来自车辆外部的环境气流216可以通过车辆前端的格栅212进入发动机10并通过CAC218以辅助冷却充气空气。具有旁通阀219的压缩器旁通管路217可以设置在压缩器的入口和CAC218的出口之间。控制器12可以接收来自压缩器入口传感器的输入(比如压缩器入口空气温度、入口空气压力等)并且可以调节压缩器两端再循环的增压空气充气量用于增压控制。例如,旁通阀可以通常关闭以辅助增压发展。
进气通道146通过一系列进气门连接至一系列汽缸14(这些汽缸可以类似于图1中显示的汽缸)。此外汽缸14经由一系列排气门连接至排气通道148。在描述的示例中,显示了单个进气通道146和排气通道148。在另一个示例中,汽缸可以包括多个进气通道和排气通道以分别形成进气歧管和排气歧管。例如,具有多个排气通道的配置可以将来自不同燃烧室的废物引导至发动机系统中的不同位置。
来自排气通道148的排气被引导至涡轮176以驱动涡轮。当需要减小的涡轮扭矩时,一些排气可以通过废气门(未显示)被引导以旁通涡轮。来自涡轮和废气门的混合流体流动通过排放控制装置178。一个或多个后处理装置可以配置用于催化处理排气流,从而减少排气中一种或多种物质的量。处理的排气可以经由排气管235释放进大气。
取决于发动机的工况,可以将一些排气从涡轮176下游的排气通道转移至排气再循环(EGR)通道251、通过EGR冷却器250和EGR阀252至压缩器174的入口。EGR通道251描述为低压(LP)EGR系统。在另一个示例中,发动机10可以包括高压(HP)EGR系统,其中将排气从涡轮的上游引导至压缩器下游的进气通道。
车辆202进一步包括分别经由冷却剂管路282和284循环冷却剂通过发动机10以吸收废热并且将热的冷却剂分配至散热器280和/或加热器芯体290的冷却系统204。在该示例中,冷却系统204显示为连接至发动机10经由发动机驱动的水泵286将发动机冷却剂从发动机10循环至散热器280并且经由冷却剂管路282回到发动机。发动机驱动的水泵286可以经由前端附件驱动(frontendaccessorydrive)288连接至发动机并且经由带、链等与发动机转速成比例地旋转。发动机驱动的水泵286循环冷却剂通过发动机缸体、缸盖等的通道以吸收发动机热量,该热量传输至散热器280随后至环境空气。在另一个示例中,可以使用受马达控制的泵,可以独立于发动机旋转而调节该泵。可以通过位于冷却管路282中的恒温器阀238调整冷却剂的温度。恒温器阀238可以保持关闭直到冷却剂达到阈值温度以辅助发动机加热和冷却。
如上文描述的冷却剂可以流动通过冷却剂管路282和/或通过冷却剂管路284至加热器芯体290,其中可以将热量传输至乘客舱206。在一些示例中,发动机驱动的水泵286可以运转以循环冷却剂通过冷却剂管路282和284两者。
发动机系统200可以包括连接至散热器280的发动机冷却风机292以在车辆202移动缓慢或停止时当发动机运转时发动机温度高于阈值时保持气流通过散热器280。可以通过控制器12控制风机转速和方向。发动机冷却风机292可以是电动风机。在一个示例中,发动机冷却风机292可以连接至CAC或者设置在某个位置以直接向CAC引导气流。此外,发动机系统200可以包括两个或更多个发动机冷却风机并且分别控制以例如以不同的转速提供冷却。
此外车辆202包括提供开口、格栅开口、保险杠开口等用于接收环境气流216通过或接近车辆的前端并进入发动机舱的格栅212。该环境气流216随后可以被散热器280、发动机冷却风机292和其它部件利用以保持发动机和/或传动装置冷却。控制器12可以接收输入(冷却剂温度、风机转速、乘客舱温度、环境湿度等)并发送输出以冷却系统传感器。
这样,在需要发动机冷却时的状况期间(比如在热机怠速状况期间)可以自动启动(enabled)或启用(activated)冷却风机292。发明人在此认识到冷却风机产生的相对较高的噪声对于车辆乘客可能是熟悉且习惯的噪声。此外,冷却风机较高的背景噪声(backgroundnoise)能掩蔽其它讨厌的噪声,比如在DI燃料系统运转期间产生的NVH噪声。如本发明在图3-7中详细说明的,在不会运转冷却风机时的状况(比如暖机怠速状况)期间,可以选择性地启动冷却风机用于噪声减轻。特别地,在启动直接喷射时的暖机怠速状况(比如用于直接喷射器喷头(tip)清除堵塞(declogging))期间,可以启动冷却风机使得冷却风机的较高的背景噪声能掩蔽直接喷射系统产生的滴答噪声。通过同步发动机风机运转与直接喷射器运转,可以更简单且成本最低(cost-effective)的方式掩蔽与DI系统关联的NVH问题。
发动机10包括显示为具有以直列配置的四个汽缸14的汽缸盖201。在一些示例中,汽缸盖201可以具有更多或更少的汽缸,例如六个汽缸。在一些示例中,可以V形配置或其它适当的配置来设置汽缸。汽缸14显示为连接至燃料喷射器166和170以及燃料系统172。尽管仅一个汽缸描述为连接至燃料喷射器,应理解汽缸盖201中包括的所有汽缸也可以连接至一个或多个燃料喷射器和燃料系统。
进气道燃料喷射器170连接至燃料导轨294,该燃料导轨可以包括压力传感器292。燃料导轨294可以进一步连接至燃料管路298,该管路可以连接至燃料箱。泵296显示为在燃料管路298上。例如,低压泵可以连接至用于进气道燃料喷射器的燃料管路。直接燃料喷射器166连接至燃料导轨293,该燃料导轨可以包括压力传感器291。燃料导轨293可以进一步连接至燃料管中297,该管路可以连接至燃料箱。泵295显示为在燃料管路295上。例如,高压泵可以被直接喷射器166利用。在另一个示例中,可以包括一个以上的泵以便于燃料输送并保持燃料管路压力。
在发动机10运转期间,通过燃料分配导轨压力在多个喷嘴打开期间将燃料喷射进汽缸14。通过泵构建燃料分配导轨压力。可以根据燃料喷射模型通过控制器完成用于每个燃烧事件的燃料输送,该模型可以包括燃料喷射总量、喷射的次数、喷射器比率、喷射正时等。
现在转向图3和4,示例程序300和400显示为基于发动机工况运转具有进气道燃料喷射和直接喷射的发动机,该程序包括减轻在选择的工况下直接喷射系统的噪声的步骤。例如,可以在暖机怠速状况期间当发动机转速较低且发动机温度低于阈值时减轻DI系统噪声。
在302处,可以估算和/或测量发动机工况。例如,这些工况可以包括发动机转速(Ne)、发动机负荷、汽缸的空气与喷射的燃料的比率(AFR)、(例如从发动机冷却剂温度推断的)发动机温度、排气催化剂温度(Tcat)、希望的扭矩、增压水平、环境空气温度、大气压力(BP)等。
在304处,方法可以估算和/或确定可用燃料的醇含量。在一个示例中,可以在每个燃料箱燃料再加注事件之后估算燃料箱中燃料的醇含量。该估算可以基于一个或多个经验方法并且进一步基于来自车辆操作员的输入。在进气道喷射器喷射(具有第一醇含量的)第一燃料和直接喷射器喷射(具有不同的第二醇含量的)第二燃料的配置中,程序包括估算进气道喷射的燃料和直接喷射的燃料中每者的醇含量。
在306处,可以确定是否存在起动状况。起动状况可以包括发动机从发动机静止且当车辆静止时的起动。在一个示例中,起动状况可以包括发动机冷机起动状况,比如其中发动机和车辆部件温度处于环境温度、催化剂温度低于起燃(lightoff)温度等。在另一个示例中,起动状况可以包括发动机暖机起动状况,比如发动机和车辆部件高于环境温度、催化剂温度在起燃温度阈值范围内(或者高于起燃温度)等。在又一个示例中,起动状况可以包括发动机再起动状况,比如在先的发动机停机之后不久再起动或者从发动机怠速停止(idle-stop)状况再起动。这样,在起动状况中,发动机温度和/或催化剂温度可能低于希望的阈值。例如,催化剂温度可能低于阈值催化剂起燃温度。如果在306处确认起动状况,方法可以前进至308并且随后至图4以运行用于在发动机起动期间控制至包括进气道喷射器和直接喷射器的发动机汽缸的燃料喷射并且在选择的发动机工况期间减轻直接喷射器的噪声的示例程序400。
如果在306处没有确认起动状况,方法可以前进至310处以基于发动机工况确定燃料喷射模型。燃料喷射模型可以包括确定燃料(或多种燃料)的量和正时以及通过进气道喷射器和直接喷射器输送而喷射的燃料的比率。在一个示例中,直接喷射器和进气道喷射器燃料量的比率可以基于发动机真空需求。该方法使得增加的直接喷射的充气冷却(chargecooling)效应被有利地用于减轻爆震同时使用与直接喷射关联的额外的泵气功(pumpingwork)用于产生额外的真空。在另一个示例中,当发动机转速、发动机负荷和/或希望的扭矩增加时可以增加直接燃料喷射量同时减少进气道燃料喷射量。此时,燃料的直接喷射可以提供较高的燃料效率和较高的功率输出。额外地,如果直接喷射的燃料是醇燃料,燃料的直接喷射可以用于利用醇燃料的充气冷却特性。
在312处,方法包括确定是否存在暖机发动机怠速状况。例如,如果发动机温度高于阈值温度并且发动机转速低于阈值转速则可以确认暖机发动机怠速状况。如果没有确认暖机怠速状况,方法前进至320处并且按之前确定的输送燃料。
如果在314处确认暖机怠速状况,可以决定所确定燃料喷射模型是否包括至少一些直接燃料喷射。即,可以确定是否启用直接喷射系统。这样,暖机怠速状况下大多数时间可以使用进气道燃料喷射同时停用直接喷射。然而,可以定期启用直接喷射较短时间段以使直接喷射器喷头清除堵塞。特别地,可以启用直接喷射系统较短时间段以清除DI喷射器喷头的堵塞。然而,当启用DI燃料喷射系统时,较高压力的燃料泵和直接喷射器产生车辆乘客可能讨厌的显著噪声。
所以,响应于暖机怠速状况期间直接喷射系统的启用,在316处可以启动或启用发动机冷却风机。这样,由于发动机温度低于可能需要冷却辅助的阈值温度,在暖机怠速状况下通常可以不运转发动机冷却风机。从而,在直接喷射系统的直接喷射器和高压泵运转期间主动运转冷却风机以掩蔽DI系统产生的噪声。通过基于直接喷射系统的运转同步发动机冷却风机的运转,更好地减轻直接喷射系统的滴答噪声,改善了车辆乘客乘坐体验。
可以在直接喷射系统之前的时间启动发动机冷却风机重叠的时间段或者可以同时启动发动机冷却风机以与直接喷射系统的启用重叠。在318处,方法可以保持发动机冷却风机开启直到发动机不再处于暖机怠速状况和/或直到停用直接喷射系统。在一个示例中,在暖机怠速状况期间,发动机冷却风机可以在启动DI系统之前打开一定时间段、当DI系统开启时运转并且在停用DI系统之后的时间关闭以减轻来自DI系统的噪声。方法随后可以终止。
现在转向图4,描述了用于在发动机起动状况期间DI噪声减轻的方法。此处,经由发动机怠速的调节而掩蔽DI噪声。
在402处,方法可以确定是否存在发动机冷机起动状况。这样,发动机冷机起动可以包括从发动机温度低于阈值并且排气催化剂温度低于阈值温度(比如起燃温度)的停机发起的发动机起动。可以在发动机冷机起动状况期间使用直接燃料喷射以允许更迅速的排气催化剂变暖。
在402处响应于发动机冷机起动状况,程序包括确定发动机冷机起动燃料喷射模型以加速催化剂活化(catalystactivation)。在一个示例中,通过冷机起动喷射模型运转包括在第一燃烧事件和从发动机起动起的多个燃烧事件期间提供直接喷射的燃料相对于进气道喷射的燃料的较高比例。例如,随着催化剂温度和起燃温度之间的差异增加,可以增加相对于进气道喷射量的直接喷射量。在一个示例中,在冷机起动期间可以仅使用直接燃料喷射而没有进气道燃料喷射。催化剂温度高于阈值温度之后,随后可以基于从发动机起动/再起动状况起的燃烧事件数量而增加进气道燃料喷射。在另一个示例中,通过冷机起动喷射模型运转包括提供进气道喷射的燃料与直接喷射的燃料的较高比率。例如,当催化剂温度和起燃温度之间的差异低于阈值差异时,进气道燃料喷射量可以高于直接燃料喷射量。此外,当从环境温度起动发动机时可以仅使用进气道燃料喷射而没有直接喷射。在404处,确定发动机冷机起动的燃料喷射。
在406处,方法可以基于发动机冷机起动喷射模型确定是否将运转直接喷射系统。这样,如果冷机起动喷射模型包括任何直接燃料喷射则可以启用直接喷射系统。如果不启用DI系统,方法可以前进至408并且根据确定的模型继续冷机起动燃料喷射。可选地,在燃料加注期间可以短暂增加发动机怠速以加速催化剂加热。图7详细说明了调节发动机怠速用于催化剂加热。
如果预期启用DI系统,方法前进至410,在410处发动机怠速增加至阈值转速以上以能够加热催化剂并且掩蔽来自运转DI系统的任何滴答噪声。这样,当在冷机起动期间运转直接喷射系统并且发动机处于较低转速时,运转直接喷射系统的高压泵和直接喷射器产生的噪声变得明显。通过将发动机转速增加至阈值转速以上,车辆的乘客可能不会注意直接喷射系统产生的噪声。此外,在冷机起动期间升高的发动机怠速加速催化剂加热。在一个示例中,发动机转速可以在运转直接喷射系统之前增加至阈值以上。在另一个示例中,可以同时完成增加发动机转速和直接喷射系统的运转。此外,如图7详细说明的,与冷机起动期间使用进气道喷射(如408处的)相比响应于冷机起动期间使用直接喷射(如410处的)发动机怠速可以升高至较高水平。
在412处,方法可以保持发动机转速处于或高于阈值转速直到发动机不再处于冷机起动状况和/或停用直接喷射系统。例如,当执行了足够的催化剂加热并且催化剂温度处于或接近起燃温度时可以降低发动机怠速。可替代地,当在从发动机起动起的多个燃烧事件之后发动机燃料加注从纯直接喷射转变为纯进气道喷射时可以降低发动机怠速。通过在启用直接喷射系统时的冷机起动状况期间将发动机转速保持在阈值转速以上,减轻了直接喷射系统产生的噪声并且迅速地活化催化剂。方法随后可以终止。
返回至402,如果没有确定发动机冷机起动状况,在414处可以确认发动机热机起动状况。这样,发动机热机起动可以包括其中在先的发动机停机之后不久再起动发动机的发动机再起动。在一个示例中,如果发动机温度和/或催化剂温度高于阈值则可以确认发动机热机起动状况。如果没有确认热机起动,程序400终止。
如果在414处确认热机起动,程序400可以通过热机起动喷射模型运转发动机,在416处可以基于发动机转速和负荷、燃料醇含量和其它发动机工况确定该模型。在一个示例中,程序可以包括相对于冷机起动模型的较高比例的进气道喷射的燃料以利用进气门足够热以气化喷射入进气道的燃料。在另一个示例中,例如,当发动机转速低于阈值时可以使用纯进气道喷射以利用较低发动机转速时进气道燃料喷射的更好性能和较低排放。在又一个示例中,当发动机温度高于阈值时相对于进气道喷射可以使用较高比率的直接燃料喷射以利用其充气冷却特性。
在418处,方法可以确定是否正在运转直接喷射系统。如果为否,方法可以前进至420处并且按照确定的热机起动模型继续输送燃料。可选地,如果需要发动机冷却则可以同时运转发动机冷却风机。如果热机起动模型确实包括直接喷射,方法可以前进至422并且确定发动机转速是否低于阈值。发动机转速低于阈值指示发动机处于怠速并且直接喷射系统的噪声可能在车辆内部比较明显。
如果发动机转速不低于阈值,热机起动程序可以在420处继续并且方法可以终止。如果发动机转速低于阈值,方法可以前进至424并且主动运转发动机冷却风机。例如,在热机再起动状况的暖机怠速状况期间当正在运转直接喷射系统时,运转发动机冷却风机可以减轻直接喷射器和高压泵产生的噪声。从而,由于发动机风机在运转并且产生乘客习惯的声音,车辆的乘客可能对来自直接喷射系统的噪声不担忧。
在426处,方法保持发动机冷却风机开启直到发动机不再处于怠速和/或直接喷射系统停用。方法随后可以终止。
图5是说明在直接喷射器清除(cleanout)循环期间减轻直接喷射噪声的方法500的流程图。方法包含在暖机怠速期间当运转DI系统去除位于直接喷射器中的结焦残留物时启用发动机冷却风机。直接喷射器可以包括辅助氧化积聚在喷射器中的微粒物质的催化剂涂层。
在502处,方法500包括确定发动机工况。确定的发动机工况可以包括:发动机转速、发动机负荷、发动机温度、燃料成分等。
在504处,确定是否满足直接喷射器清除循环进入条件。进入条件可以包括从上次喷射器清洁(cleaning)起已经经过一定的时间量、微粒负荷超过阈值、发动机转速/负荷处于中等至较低的范围以及从上次清洁起经过阈值数量的发动机循环和/或行驶里程。例如,从上次喷射器清洁起的时间量可以确定为一设定的时间段或基于暖机怠速花费的时间。可以基于追踪一段时间内的特定运转参数(比如转速、负荷、喷射器喷头温度、燃料成分和其它参数)以确定预期积聚在喷射器喷头上的微粒量的模型而估算微粒负荷。该阈值可以是高于其则喷射器上的微粒物质可能堵塞喷射器喷头或以其它方式导致燃料加注错误的适当阈值。发动机转速/负荷较高可能导致燃烧室的温度足够高以发起喷射器上微粒的氧化,并且从而当发动机转速和负荷较低时可以执行清洁程序。此外,在其它实施例中,进入条件可以包括从之前的清洁程序起经过的时间量、发动机循环、行驶里程等。这样,可以满足进入条件的任意者用于确认进入条件。
如果不满足进入条件,方法前进至506并且不发起直接喷射器清除循环。如果满足进入条件(比如从上次清除循环起经过了一定时间量并且发动机转速处于中等至较低的范围),方法可以前进至508处并且运转发动机冷却风机。通过在直接喷射器清除循环期间打开发动机冷却风机,可以减轻来自直接喷射器的噪声。例如,发动机冷却风机噪声可以将电磁阀的滴答噪声掩蔽至车辆的乘客不可察觉的水平。例如,在暖机怠速状况期间并且其中在暖机怠速期间运转进气道燃料喷射,可以每二十分钟运行直接喷射器清除循环。
在510处方法可以通过在512处通过升高整体的燃烧室温度进而升高喷射器温度而发起直接喷射器清除循环。在一个示例中,喷射器的至少一些区域可以包括催化剂涂层并且当喷射器温度足够高时可以氧化喷射器上积聚的微粒。可以通过在514处提前火花正时、在516处减少EGR和/或在518处增加压缩器再循环而升高整体的燃烧室温度。
可以相对于用于该工况的最佳设置(比如最大制动扭矩(maximumbraketorque)点火正时)而提前火花正时,同时考虑额外的扭矩请求、燃烧状况等。例如,可以通过调节一个或多个EGR阀(比如低压EGR(LP-EGR)阀252)的位置而减少EGR以减少流进汽缸的EGR。可以通过运转旁通阀(比如阀219)而旁通CAC以允许进气流动绕开CAC通过管路217至汽缸。可以包括用于选择性地增加汽缸温度的其它机制,比如调节空燃比。
在520处,可以选择性地增加燃料导轨压力。如果增加燃料喷射器温度不足以氧化微粒,例如如果初始发动机温度较低并且加热喷射器喷头的机制没有使喷射器足够热来氧化微粒或者如果运转的约束限制了升高喷射器喷头温度的能力,可以通过增加燃料流出喷射器的压力从喷射器物理地去除微粒。额外地或可替代地,在522处,可以通过爆震燃烧选择性地运转发动机以产生可以从喷射器去除微粒的压力波动。可以通过中断爆震控制流体的喷射和/或通过调节空燃比、点火正时和歧管压力或其它机制而发起爆震燃烧。
在524处,方法可以确定喷射器是否已经被完全清洁。这可以基于持续时间和升高喷射器温度的程度和/或基于持续时间和增加的燃料压力和爆震燃烧的程度。如果确定喷射器没有被完全清洁,方法500返回至512以继续升高喷射器喷头温度。如果喷射器已经被完全清洁,方法可以前进至526并且关闭用于噪声减轻的发动机冷却风机。在一个示例中,可以每20分钟运行直接喷射器清除循环方法并且通过增加的温度和/或增加的燃料导轨压力运转直接喷射器20秒。在用于清除循环的直接喷射器开启的20秒期间,也可以同时打开发动机冷却风机以减轻直接喷射系统的噪声。方法500随后可以终止。
转向图6,显示了说明基于噪声减轻而运转发动机冷却风机的示例方法600的流程图。用于噪声减轻的发动机冷却风机的运转发生在可能一般不运转发动机冷却风机的选择的状况期间。如之前在图3-5中描述的,这允许例如在发动机温度低于阈值温度的暖机怠速状况期间响应于直接燃料喷射而主动运转发动机冷却风机,掩蔽来自直接喷射系统的NVH。
在602处,方法可以估算和/或测量发动机工况。例如,这些工况可以包括车速、发动机转速、发动机温度、发动机冷却剂温度等。
在604处,方法可以确定发动机温度是否低于自动打开冷却风机用于发动机冷却的阈值温度。如果发动机温度高于阈值温度,方法可以前进至608并且主动运转冷却风机用于发动机冷却。在610处当发动机温度下降到阈值温度以下时和/或当没有请求进一步的气流辅助时方法可以中止冷却风机的运转。方法随后可以终止。
在604处如果发动机温度低于阈值温度,方法可以前进至606处并且确定是否请求气流辅助。例如,当冷却剂温度超过阈值、进气歧管温度超过阈值、模型(modeled)温度(排气、发动机机油等)超过阈值等并且通过格栅212的气流216不足时可能需要额外的气流辅助。如果请求额外的气流辅助,方法可以前进至上文描述的608处并且运转冷却风机用于发动机冷却。在610处当发动机温度低于阈值温度和/或不再请求气流辅助时方法可以中止冷却风机的运转。方法随后可以终止。
在606处如果没有请求气流辅助,方法可以前进至612处并且确定是否存在直接喷射器NVH问题。如果直接喷射系统没有运转,不存在NVH问题则方法可以前进至618处并且不运转冷却风机。方法随后可以终止。例如,在暖机怠速期间,当发动机温度低于阈值并且没有请求气流辅助时,可以使用进气道燃料喷射并且没有直接喷射。在该状况期间,不运转冷却风机。
在612处如果确定存在DI的NVH问题,方法可以前进至614处以主动运转冷却风机用于噪声减轻。例如,可以执行暖机怠速状况期间的直接燃料喷射用于直接喷射器的喷头的清除堵塞。在发动机温度低于阈值温度并且没有请求气流辅助的状况期间一般不运转冷却风机。此时,运转冷却风机用于减轻来自直接喷射器和高压泵的噪声。在616处当停止运转的直接喷射并且不再需要暖机怠速状况期间的噪声减轻时中止启用的冷却风机。例如,控制器可以进一步包括在暖机怠速状况期间响应于完成直接喷射器喷头清除堵塞并且转变为进气道燃料喷射而停用冷却风机的指令。
转向图7,显示了基于催化剂加热和噪声减轻需要而调节发动机怠速的示例程序700。可以将发动机怠速控制至掩蔽来自直接燃料喷射的NVH和/或升高催化剂温度至阈值温度以上的水平。方法包含响应于直接燃料喷射而将发动机怠速升高至阈值转速以上,掩蔽来自直接喷射系统的NVH。
在702处,方法可以确定是否存在发动机冷机起动或再起动状况。如果为否,方法可以终止。如果存在发动机冷机起动或再起动状况,方法可以前进至704并且确定是否需要催化剂加热。如果不需要催化剂加热,方法可以前进至706并且调节燃料和气流以第三怠速运转发动机。例如,热机再起动状况时,催化剂温度可能处于催化剂起燃温度或者在其可接受的阈值差异内。所以,催化剂不需要加热。方法随后可以终止。
在704处如果需要催化剂加热,方法可以前进至708并且确定在发动机起动状况期间是否可以启动直接喷射。如果没有预测到直接喷射系统的启动,方法可以前进至710并且调节燃料和气流以将发动机怠速升高至第二怠速,第二怠速高于第三怠速。例如,在纯进气道燃料喷射用于将催化剂温度升高至阈值温度的冷机起动期间,可以将怠速升高至第二水平。在该状况期间,由于直接喷射器没有启动,不需要噪声减轻。
在708处如果在起动状况期间启用直接喷射系统,方法可以前进至712并且确定第一怠速。第一怠速可以是掩蔽来自直接燃料喷射的NVH问题并且足够高以将催化剂温度升高至阈值温度以上的水平。第一怠速可以设置为高于在发动机冷机起动状况期间响应于进气道燃料喷射使用的发动机怠速(即在710处说明的第二怠速)的阈值转速。
在714处,方法可以确定将发动机怠速增加至较高的第一怠速是否是可能的。如果为是,方法可以前进至716处并且调节燃料和气流以将发动机怠速升高至第一水平,第一水平高于第二和第三水平。在该示例中,增加的怠速提供了冷机起动期间直接喷射系统运转期间的噪声减轻。方法可以进一步包含在催化剂温度高于阈值温度之后基于从发动机起动/再起动状况起的燃烧事件数量而增加进气道燃料喷射。此外,方法可以包括用于控制器在发动机冷机起动状况期间响应于在冷机起动期间直接喷射器的停用而将发动机怠速降低至阈值转速以下的指令。例如,当直接喷射系统不再启动时较低的怠速可以改善排放。方法可以随后终止。
在714处,如果将发动机怠速增加至第一水平是不可能的,方法可以前进至718处。在718处,方法可以调节燃料和气流以尽可能地升高发动机怠速以启动没有噪声减轻的直接燃料喷射。方法还可以切换为进气道燃料喷射并且将发动机怠速升高至第二水平。在替代示例中,方法可以进一步包含在第一发动机冷机起动期间响应于至少一些直接燃料喷射而主动运转发动机冷却风机。这可以允许在发动机怠速不能增加至第一水平的状况期间启动直接喷射系统。方法随后可以终止。
转向图8,说明了显示根据本发明的当在特定发动机工况下运转直接喷射系统时噪声减轻的示例图谱800。图谱800概述了在发动机运转期间可能遇到的多个情形并且说明当噪声减轻时的实例,可能需要通过将发动机怠速增加至阈值以上(其中响应于测量的发动机转速而调节发动机气流和/或燃料喷射量以保持实际的发动机转速)或者运转发动机风机而减轻噪声。图谱说明了开启或关闭的发动机风机的运转802、开启或关闭的DI系统清除循环804、发动机转速806(以及较高的第一怠速814、较低的第二怠速816以及更低的第三怠速818)、发动机温度808(以及用于发动机冷却风机运转的阈值温度820和高于其发动机是暖机的阈值温度822)、PFI百分比810以及DI百分比812。
在t0至t1的时间段期间,显示了第一发动机冷机起动,其中发动机转速806以较高的第一怠速814运转同时执行直接燃料喷射。可见发动机转速806在发动机转动起动期间波动并且随后显示了在转变回怠速之前发动机转速的初始上升(run-up)。在冷机起动期间,当DI百分比812高于0%时,选择较高的怠速以减轻DI系统的噪声。此时,较高百分比的DI用于辅助催化剂变暖。PFI百分比810处于中低范围。发动机温度808低于阈值822和阈值820。发动机风机802没有运转并且DI清除804循环是关闭的。
在t1至t2的时间段期间,显示了PFI和DI(PFDI)发动机的运转。此时,如发动机温度808高于阈值822显示的,发动机是暖机但不是足够热以需要来自风机的冷却辅助,发动机温度808低于阈值820。发动机冷却风机802是关闭的。可见发动机转速806增加并且随后趋于平稳(leveloff),说明了加速的时间段。可见,例如响应于完成多个燃烧事件,DI百分比812在较高百分比处开始下降而PFI百分比810在转变为较高PFI百分比之前较低。DI清除804循环是关闭的。
在t2至t3时间段期间,发动机冷却风机802的运转显示为响应于发动机温度808高于需要额外冷却辅助的阈值温度820。可见发动机转速806稳定。DI百分比812增加以利用其充气冷却特性并且PFI百分比810保持较低。DI清除804关闭。这是运动发动机冷却风机用于冷却辅助并且不是用于噪声减轻的示例。
在t3至t4的时间段期间,发动机停机。在该停机期间,发动机和车辆部件被冷却至环境温度。
在t4至t5的时间段期间,显示了第二发动机冷起动,其中在第二起动的持续时间期间仅执行PFI810。当执行PFI时发动机转速806处于较低的第二怠速816。发动机温度808低于阈值820且增加缓慢。第二发动机起动之后,直接燃料喷射812转变为较高百分比。随着其发生,发动机转速增加至较高的第一怠速814。这可能发生在催化剂温度和起燃温度之间的温度差异高于阈值差异一段时间段且需要DI以更快地变暖催化剂时。发动机冷却风机802关闭并且DI清除循环804关闭。可见在启动DI系统之后发动机温度808升高。
在t5至t6的时间段期间,已经经过足够时间而发起发动机DI清除804循环,发动机温度808在阈值820和822之间并且发动机转速806稳定且处于怠速。PFI810处于中等范围并且一般在暖机怠速期间运行以减少排放。根据清除循环方法运行DI812。在DI系统运转的时间段期间,打开发动机冷却风机802。一旦完成DI清除循环,关闭发动机冷却风机802。在发动机冷却风机一般不运转并且可以用于减轻DI系统的噪声的暖机怠速状况期间运行DI清除循环。
在时间段t6至t7期间,发动机停机。在停机期间,发动机和车辆部件没有被显著地冷却。
在t7至t8的时间段期间,热机再起动显示为发动机转速806以更低的第三怠速818运转。此时,发动机温度808高于阈值822,指示发动机和车辆部件高于环境温度。在该状况期间,PFI百分比810较高且DI百分比812为0%。发动机冷却风机802和DI清除804都关闭。这说明发动机处于怠速且没有DI运转并且催化剂温度可能处于起燃温度的再起动状况,所以不需要噪声减轻。
这样,可以使用已有的发动机部件在选择的工况下提供直接喷射系统的噪声减轻。这允许减少当前使用的噪声、振动和粗糙性硬件,这可以节省空间并减少成本。通过在不需要发动机冷却或气流辅助时的状况期间主动运转发动机冷却风机以及通过同步冷却风机的运转与直接喷射系统的运转,可以通过可接受的冷却风机的噪声来掩蔽直接喷射部件讨厌的滴答声。此外在直接喷射运转期间通过升高发动机转速,可以同时且协同地完成噪声减轻和催化剂加热。总之,改善了车辆乘客的乘坐体验。
注意本说明书中包括的示例控制和估算程序可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本发明公开的控制方法和程序可以存储为非瞬态存储器中的可执行指令。本说明书中描述的具体程序代表任意数量处理策略中的一者或多者,比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样,所描述的多个动作、操作和/或功能可以说明的序列、并行执行,或在某些情况下有所省略。同样,处理顺序并非达到本发明中示例实施例所描述的特征和优点所必需的,而提供用于说明和描述的方便。取决于使用的特定策略可以反复执行一个或多个说明的动作、操作和/或功能。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以形象地代表编程进发动机控制系统中计算机可读存储器媒介的非瞬态存储器中的代码。
应理解本说明书公开的配置和程序实际是示例性的,并且那些具体的实施例不应当认为是限制,因为可以有多种变型。例如,上述技术可以应用到V6、直4、直6、V12、对置4缸或其它类型的发动机。本公开的主题包括本说明书中公开的多种系统和配置以及其它特征、功能和/或属性的新颖的和非显而易见的所有组合和子组合。
权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合并,既不要求也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在本申请或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求,不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的,也认为包括在本发明所公开的主题中。
Claims (10)
1.一种方法,包含:
在第一发动机起动期间,以较高的第一怠速运转同时执行直接燃料喷射;以及
在第二发动机冷机起动期间,以较低的第二怠速运转同时执行纯进气道燃料喷射。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一发动机起动是发动机和车辆部件冷却至环境温度的冷机起动。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一发动机起动是暖机起动。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述发动机连接至车辆并且其中所述第一和第二发动机起动中的每者均从发动机静止且车辆静止起动。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,响应于测量的发动机转速而调节发动机气流和/或燃料喷射量以在所述第一和第二发动机起动期间分别保持实际的发动机转速处于所述第一怠速和第二怠速。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,在所述第一起动的时间段期间,对所有发动机汽缸执行纯直接燃料喷射。
7.根据权利要求1所述的方法,进一步包含在第三发动机暖机再起动期间以低于所述第一和第二怠速的每者的第三怠速运转。
8.根据权利要求7所述的方法,进一步包含,在所述第一发动机起动之后响应于燃烧事件的数量而转变为进气道燃料喷射;以及
所述第二发动机起动之后,响应于催化剂温度低于阈值而转变为直接燃料喷射。
9.根据权利要求7所述的方法,进一步包含在所述第二起动的持续时间期间执行纯进气道燃料喷射。
10.根据权利要求1所述的方法,进一步包含在暖机怠速期间并且响应于直接喷射器清除循环,其中发动机温度低于启用所述冷却风机的温度,当执行清除循环时启用所述冷却风机。
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