CN106939843B - 运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法 - Google Patents

运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106939843B
CN106939843B CN201611070788.9A CN201611070788A CN106939843B CN 106939843 B CN106939843 B CN 106939843B CN 201611070788 A CN201611070788 A CN 201611070788A CN 106939843 B CN106939843 B CN 106939843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
injection
pulse
pair
fuel
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611070788.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106939843A (zh
Inventor
I.里奇
G.纳蒂
C.内格罗
S.佩雷戈里诺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN106939843A publication Critical patent/CN106939843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106939843B publication Critical patent/CN106939843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/11—Oil dilution, i.e. prevention thereof or special controls according thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3827—Common rail control systems for diesel engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/403—Multiple injections with pilot injections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明的实施例提供一种运行内燃发动机(110)的燃料喷射器(160)的方法，所述内燃发动机设置有往复运动活塞(140)，该方法包括的步骤是执行多后喷射模式，所述多后喷射模式具有至少一对连续的喷射脉冲，二者是在活塞(140)的上死点之后开始且通过小于200μs的停顿时间分开。

Description

运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法
技术领域
本发明涉及运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法，内燃发动机通常是柴油发动机的螺线管燃料喷射器。
背景技术
已知的而是，柴油发动机通常配备有喷射系统，其包括多个电控制的燃料喷射器，用于将燃料直接喷射到汽缸中。每一个汽缸中的燃料喷射通常根据多喷射模式执行，其包括每发动机循环的多个喷射脉冲，包括至少一个引导喷射(即在活塞的上死点(TDC)之前发生的发动机汽缸中的燃料喷射，和一个主喷射(即在TDC附近发生的燃料喷射)。
为了增加排气的温度，例如为了让排气后处理装置再生，例如柴油机颗粒过滤器，或让排气后处理装置升温，这些内容可以从专利文献GB2472816中得知，以执行多喷射模式，其包括多个所谓的后喷射，即在主喷射之后开始的燃料喷射，即在活塞已经经过其上死点(TDC)位置之后，但仍然足够在TDC附近，用于让燃料至少部分地在汽缸内部燃烧。
实践中，多个后喷射在多喷射模式中限定所谓的多后喷射方式。
然而，通过多后喷射模式和多后喷射模式的喷射脉冲的正时形成的燃料喷射量对油稀释和内燃发动机的燃料消耗有影响，使得存在对多后喷射模式的效率进行改善的方法的需要。
有鉴于前述，本发明的目的是针对该需要提供一种方案。
该目的和其他目的通过本发明的实施例实现，其具有独立权利要求所述的特征。从属权利要求限定了优选和/或尤其有利的方面。
发明内容
本发明的实施例提供一种运行内燃发动机的燃料喷射器的方法，其中方法包括的步骤是：
执行多后喷射模式，其具有至少一对连续的喷射脉冲，二者是在活塞的上死点之后开始且被小于200μs的停顿时间分开。
由于该方案，多后喷射模式中的该一对连续的喷射脉冲和接近，以液压地混合在一起，由此实现的是，与常规情况相比通过两个连续的脉冲分别喷射的燃料量之和相比，在脉冲的相同通电时间中，以多后喷射模式的两个连续的脉冲的组合喷射到汽缸中的总燃料量可以更大，其中所述两个连续的脉冲通过大于200μs的停顿时间分开，换句话说，实现的是，通过两个连续的混合脉冲中的一个或两个的通电，获得与常规情况相同的燃料量(即两个连续的脉冲通过大于200μs的停顿时间分开)，通电时间因此减小。
根据一实施例，停顿时间可以是80μs到150μs。
以此方式，将该一对喷射脉冲液压熔接更高效，且对于喷射脉冲的固定通电时间来说，可以看到停顿时间越少，则喷射燃料量的增加和噪声减少则越多。
根据一实施例，其中所述对通过多后喷射模式中的最后两个喷射脉冲构成。
由于该方案，最后喷射脉冲是对排气的温度增加主要负责的那个，最后喷射脉冲与多后喷射模式中的倒数第二喷射脉冲的液压混合允许增加最后脉冲的燃烧效率，导致喷射速率的增加(在更少的时间内喷射更多燃料)。
根据进一步实施例，方法可以包括在曲轴距活塞的上死点20°到80°的角度范围中开始所述对中第一脉冲和结束所述对中第二脉冲。
由于该方案，可以实现具有后喷射的燃烧，且同时，相对于常规情况，在前一喷射的开始和更靠近的之后脉冲的喷射的结束之间存在时间距离，在所述范围中的多后喷射模式的最后两个喷射脉冲的位置可以灵活地确定，以便实现油稀释的减少、或燃料消耗的减少或排气的温度增加。
根据本发明的实施例，方法可以包括的步骤是，在所述范围的子范围(例如，包括与活塞的上死点相距70°到80°的曲轴角度的范围)中开始所述对中的第一脉冲和结束所述对中的第二脉冲。
由于该方案，可以实现排气的高效温度增加。
例如，为了实现油稀释的减少，方法可以包括的步骤是，确定所述对中的第一脉冲的喷射的开始和所述对中的第二脉冲的喷射的结束，其方式是使得，与所述对中的第二脉冲的喷射的结束靠近子范围的较高边界值相比，前一脉冲的喷射的开始更靠近子范围的较低边界值。
作为替换实施例，为了实现排气的温度增加，方法可以包括的步骤是，确定所述对中的第一脉冲的喷射的开始和所述对中的第二脉冲的喷射的结束，其方式是使得，与所述对中的第一脉冲的喷射的开始靠近子范围的较低边界值相比，所述对中的第二脉冲的喷射的结束更靠近子范围的较高边界值。
所提出的方案实现与如上所述方法基本上相同的效果，可以在计算机程序的帮助下执行，所述计算机程序包括用于在运行于计算机上时执行如上所述方法所有步骤的程序代码，且是包括计算机程序的计算机程序产品的形式。方法还可实施为电磁信号，所述信号被调制以承载数据位序列，其代表执行方法所有步骤的计算机程序。
方案的另一实施例(实现与如上所述的方法基本上相同的效果)提供一种内燃发动机的喷射系统，其中内燃发动机设置有往复运动活塞，喷射系统包括燃料喷射器和配置为用于执行如上所述方法的电子控制单元。
方案的另一实施例提供配备有如上所述喷射系统的内燃发动机。
方案的另一实施例提供一种设备，用于操作设置有往复运动活塞的内燃发动机的燃料喷射器，且其中设备包括一器件，用于执行多后喷射模式，所述多后喷射模式具有至少一对连续的喷射脉冲，二者是在活塞的上死点之后开始且通过小于200μs的停顿时间分开。
该实施例实现与如上所述方法基本上相同的效果，尤其是，在如常规情况中那样通过大于200μs停顿时间分开时，与通过两个连续脉冲分别喷射的燃料量之和相比，以相同的脉冲通电时间，通过多后喷射模式的两个连续脉冲的组合喷射到汽缸的总燃料量可以更大的；或换句话说，在通电时间相应减少的情况下，通过两个连续的混合脉冲中的一个或两个的通电获得与常规情况(即通过大于200μs的停顿时间分开的两个连续的脉冲)相同的燃料量。
根据一实施例，该一对连续的喷射脉冲通过多后喷射模式的最后两个喷射脉冲构成。
由于该方案，最后喷射脉冲是对排气的温度增加主要负责的那个，最后喷射脉冲与多后喷射模式中的倒数第二喷射脉冲的液压混合允许增加最后脉冲的燃烧效率，导致喷射速率的增加(在更少的时间内喷射更多燃料)。
根据进一步实施例，设备可以包括一器件，用于在曲轴距活塞的上死点20°到80°的角度范围中开始所述对中第一脉冲和结束所述对中第二脉冲。
由于该方案，可以实现具有后喷射的燃烧，且同时，相对于常规情况，前一喷射的开始与更靠近的之后脉冲的喷射的结束之间存在时间距离，在所述范围中的多后喷射模式的最后两个喷射脉冲的位置可以灵活地确定，以便实现油稀释的减少、或燃料消耗的减少或排气的温度增加。
根据本发明的实施例设备可以包括一器件，用于在所述范围的子范围(例如，包括与活塞的上死点相距70°到80°的曲轴角度的范围)中开始所述对中的第一脉冲和结束所述对中的第二脉冲。
由于该方案，可以实现排气的高效温度增加。
例如，为了实现油稀释的减少，设备可以包括一器件，用于确定所述对中的第一脉冲的喷射的开始和所述对中的第二脉冲的喷射的结束，其方式是使得，与所述对中的第二脉冲的喷射的结束靠近子范围的较高边界值相比，前一脉冲的喷射的开始更靠近子范围的较低边界值。
作为替换实施例，为了实现排气的温度增加，设备可以包括一器件，用于确定所述对中的第一脉冲的喷射的开始和所述对中的第二脉冲的喷射的结束，其方式是使得，与所述对中的第一脉冲的喷射的开始靠近子范围的较低边界值相比，所述对中的第二脉冲的喷射的结束更靠近子范围的较高边界值。
附图说明
参考附图通过例子描述各种实施例，其中:
图1显示了汽车系统；
图2是属于图1的汽车系统的内燃发动机的横截面；
图3是燃料喷射器的部分截面(上侧)图。
图4是多喷射模式的示意性显示。
具体实施方式
一些实施例可以包括汽车系统100，如图1和2所示，其包括内燃发动机(ICE)110，所述内燃发动机具有汽缸体120，所述汽缸体限定至少一个汽缸125，所述至少一个汽缸具有联接为让曲轴145旋转的活塞140。汽缸盖130与活塞140协作以限定燃烧室150。
燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室150中且被点燃，形成的热膨胀排气造成活塞140的往复运动。通过至少一个燃料喷射器160提供燃料，且通过至少一个进入口210提供空气。从与高压燃料泵180流体连通的燃料分配管170以高压向燃料喷射器160提供燃料，所述高压燃料泵增加从燃料源190接收的燃料压力。具有如上所述部件的燃料喷射系统被称为共轨柴油机喷射系统(CR系统)。其是用于载客汽车的相对新的喷射系统。与其他的喷射系统相比，该喷射系统的主要优势是，由于系统中的高压和受电磁控制的喷射器，可以以正确的力矩喷射正确量的燃料。这实现更低的燃料消耗和更少的排放物。
汽缸125每一个具有至少两个阀215，所述阀通过凸轮轴135促动，所述凸轮轴与曲轴145适时地旋转。阀215选择性地允许空气从进入口210进入燃烧室150且交替地允许排气通过排气端口220离开。在一些例子中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的正时。
空气可以通过进气歧管200分配到空气进气口(一个或多个)210。空气进气管道205可以从周围环境将空气提供到进气歧管200。在其他实施例中，可以设置节流阀330，以将空气流调节到进气歧管200。在其他实施例中，可以提供例如涡轮增压器230(具有压缩机240，其旋转地联接到涡轮机250)这样的强制空气系统。压缩机240的旋转增加空气进气管道205和进气歧管200中空气的压力和温度。设置在空气进气管道205中的内部冷却器260可以降低空气的温度。
通过从排气歧管225接收排气，涡轮机250旋转，所述排气歧管从排气口220引导排气且在通过涡轮机250膨胀之前经过一系列叶片。排气离开涡轮机250且被引导到排气后处理系统270。该例子显示了可变几何涡轮机(VGT)250，具有VGT促动器255，其布置为让叶片运动，以改变通过涡轮机250的排气的流动。
排气后处理系统270可以包括排气管线275，所述排气管线具有一个或多个排气后处理装置280。排气后处理装置280可以是配置为改变排气成分的任何装置。排气后处理装置280的一些例子包括但不限于催化转换器(两向和三向)、氧化催化器(例如柴油氧化催化器(DOC))、贫NOx捕获器(LNT)、碳氢化合物吸收器、还原剂存储装置，例如位于LNT下游的排气管线275中的选择性催化还原(SCR)系统或选择性催化还原涂层的颗粒过滤器(在DPF上的SDPF或SCR)，和颗粒过滤器，具体是柴油颗粒过滤器(DPF)。
其他实施例可以包括联接在排气歧管225和进气歧管200之间的排气再循环(EGR)管道300。EGR管道300可以包括EGR冷却器310，以降低EGR管道300中的排气温度。EGR阀320调节EGR管道300中的排气流动。
汽车系统100可以进一步包括与相关于ICE110的一个或多个传感器450和/或装置通信的电子控制单元(ECU)450。ECU 450可以从各种传感器接收输入信号，所述传感器配置为产生与相关于ICE 110的各种物理参数成比例的信号。传感器包括但不限于空气流量、压力、温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油温液位传感器380、燃料分配管压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440和加速踏板位置传感器445。
进而，ECU 450可以产生到各种控制装置的输出信号，所述控制装置布置为控制ICE 110的运行，包括但不限于燃料喷射器160、节流阀阀330、EGR阀320、VGT促动器255、和凸轮相位器155。应注意，虚线用于表示ECU 450和各种传感器和装置之间的通信，但是为了清楚，其中的一些被省略。
现在转向ECU 450，该设备可以包括数字中心处理单元(CPU 460)，其与存储系统和接口总线通信。CPU配置为执行在存储系统中存储为程序的指令，且向/从接口总线发送和接收信号。存储系统可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失存储器。接口总线可以配置为向/从各种传感器和控制装置发送、接收和调整模拟和/或数字信号。程序可以实施为本文公开的方法，允许CPU执行这种方法的步骤且控制ICE110。
存储在存储系统中的程序经由线缆或以无线方式从外部传递。在汽车系统100以外，其通常是计算机程序产品，其在本领域也被称为计算机可读介质或机器可读介质，且应理解为位于载体上的计算机程序代码，所述载体是瞬时或非瞬时的，结果是计算机程序产品也可被认为是瞬时或非瞬时的。
瞬时计算机程序产品的例子是信号，例如电磁信号，例如光学信号，其是用于计算机程序代码的瞬时载体。对这种计算机程序代码的携带可通过用常规调制技术调制信号来实现，例如用于数字数据的QPSK，使得代表所述计算机程序代码的二进制数据加载到瞬时电磁信号上。这种信号例如在经由WiFi以无线方式将计算机程序代码传递到笔记本电脑时使用。
在非瞬时计算机程序产品的情况下，计算机程序代码实施在实体存储介质中。存储介质是上述的非瞬时载体，使得计算机程序代码以可获取的方式永久地或非永久地存储在存储介质中。存储介质可具有计算机技术领域已知的常规类型，例如闪速存储器，Asic，CD等。
代替ECU 450，汽车系统100可以具有不同类型的处理器，以提供电子逻辑，例如嵌入控制器、车载计算机、或可布置在车辆上的任何处理模块。
图3显示燃料喷射器160的示意性上部截面图，例如电命令的螺线管喷射器，其包括通过ECU 450控制的喷射器螺线管161和喷射器促动器162。如已知且未示出的，燃料喷射器160还包括喷口，设置有喷射器针阀(injector needle)163。ECU 450通过让喷射器螺线管161通电而让每一个燃料喷射器160运行。
从燃料分配管170而来的燃料达到喷口且可由此喷射到燃烧室150，在每一个发动机循环中引起单个或多个喷射方式(multi-injection patterns)。
例如，通过从喷射器针阀163本身上方和下方作用的力而造成喷射器针阀163的运动。第一个是针阀关闭力，而另一个是针阀打开力。二者是在压力和密封表面之间形成的。在不需要燃料喷射时，针阀关闭力比针阀打开力更高，由此确保喷射孔被覆盖。在首次近似时(first approximation)且针对预定喷射压力，针阀打开力可被认为是恒定的。因此，为了使得喷射器针阀163升起，例如通过减少作用在喷射器针阀163的顶部的压力就足以减少针阀关闭力。这种压力是由于燃料造成的，所述燃料填充所谓的喷射器控制空间(injectorcontrol volume)。喷射器控制空间是在喷射器壳体中的小空间且通过喷射器壳体的壁、第一校准孔、第二校准孔和喷射器针阀163的顶表面界定。第二孔总是通过喷射管将燃料分配管173连结到喷射器控制空间。在不需要燃料喷射时，第一孔通常关闭，否则在燃料喷射被执行时其将喷射器控制空间与处于低压(作为第一近似值，大气压力)下的喷射器泄漏管线连结。控制空间通过第二孔供应且可通过第一孔排空。在不需要燃料喷射时，第一孔关闭，控制空间中的压力等于喷射压力。在需要燃料喷射时，第一孔大于第二孔，可以将燃料从控制空间排放，由此降低控制空间本身中的压力。
在喷射器螺线管161和喷射器促动器162的辅助下进行燃料喷射。喷射器螺线管161通过ECU 450控制。ECU 450通过让喷射器螺线管161通电并经过预定时间段(通电时间)而进行每一燃料喷射，其又使得喷射器促动器162打开第一孔，从控制空间向喷射器泄漏管线排放燃料，使得控制空间中压力减少，使得喷射器针阀163升起且露出喷口。在通电时间结束时，喷射器促动器162将关闭第一孔且控制空间中的压力将升高到喷射压力值，使得喷射器针阀163下降并覆盖喷口。
通过ECU 450根据要喷射的期望燃料量而确定燃料喷射器160的通电时间(ET)。
从高压燃料泵180(和燃料分配管170)而来的燃料按照两个路径进入燃料喷射器160，两个路径是：朝向喷射器喷口的第一路径(其是在燃烧室150中喷射的燃料)，流动到控制空间的第二路径。在燃料喷射器160被通电且控制空间打开时，喷射器针阀163将开始上升且燃料喷射将开始。
ECU 450的任务中之一可以是增加从燃烧室150离开的排气的温度，例如用于让排气后处理系统270的温度升温，例如在ICE 110冷起动之后，或用于进行一个或多个排气后处理装置280的再生事件。
为此，ECU 450可以通过将ICE 110从通常的贫燃烧模式(lambda值>>1)切换到富燃烧模式(例如lambda值≤1)而执行。例如，通过将燃料喷射器160促动而根据包括一个或多个燃料后喷射在内的多喷射模式而将燃料量喷射到燃烧室150中，可以实现富燃烧模式。
后喷射是在活塞140的上死点(TDC)之后和在排气口220打开之前起动的通过燃料喷射器160执行的燃料喷射，使得后喷射的燃料量实际上在燃烧室150中燃烧，但是对扭矩产生不具有显著的影响。
因为针对ICE 110的每一个燃烧室150同样地执行操作方法，故参见单个燃烧室150在下文描述本实施例。
如图4所示，在ICE 110的富燃烧模式操作期间，多个发动机循环顺序地在汽缸125内部发生，每一个发动机循环包括跨经活塞140的压缩冲程和膨胀冲程的燃料喷射阶段(fuel injection phase)。通过燃料喷射器160根据多喷射模式执行燃料喷射阶段，其通常用于在同一喷射阶段期间执行多个不同喷射脉冲。
多喷射模式包括多个连续的喷射脉冲，其可以包括在活塞140的TDC之前执行的引导喷射脉冲P，随后是主喷射脉冲M(在经过活塞140的TDC和/或立即在其之后执行)，随后是多个后喷射脉冲(A1…An)开始(其因此是在活塞140的TDC之后)。
结果，调整燃料喷射阶段的最重要的燃料喷射参数是：每一个喷射脉冲的赋能时间ET，每一个连续的喷射脉冲之间的停顿时间DW，每一个脉冲的喷射开始SOI和喷射结束EOI。
每一个喷射脉冲的赋能时间ET限定为电信号的持续时间，所述电信号命令燃料喷射器160打开且通常对应于单个喷射脉冲的持续时间。因为，在瞬时状态之后，喷射器螺线管161提供基本上恒定的燃料喷射速率，结果就是，每一个喷射脉冲的赋能时间ET强烈影响且确定在每一个喷射脉冲中喷射到燃烧室150中的燃料量。
每一个喷射脉冲的喷射开始SOI被限定为对喷射脉冲负责的电信号开始的时间，且每一个喷射脉冲的喷射结束EOI被限定为对喷射脉冲负责的电信号结束的时间。SOI和EOI两者通常参考曲轴145相对于TDC旋转的角度(°)来表示。
实践中，对于每一个喷射脉冲，赋能时间ET是将同一喷射脉冲分的SOI和EOI分开的时间段。
每一个停顿时间DW被限定为将多喷射模式的两个连续的脉冲分开的时间段，即在多喷射模式中对前述喷射脉冲负责的电信号的结束(EOI)和对连续的随后喷射脉冲负责的电信号的开始(SOI)之间的时间段。
根据一实施例，ECU 450配置为执行多喷射模式，其包括多个后喷射脉冲A1,…,An，其中n是通过实验活动预定且存储在存储系统中中的后喷射脉冲的数量。
后喷射脉冲A1,…,An构成喷射脉冲的顺序，即在主喷射脉冲M之后的所谓多后喷射模式。
具体说，ECU 450配置为执行多后喷射模式，其方式是第一脉冲A1的SOI和后喷射脉冲的最后脉冲An的EOI被定位在与活塞140的TDC相距20°到100°的角度的范围中，优选是与活塞140的TDC相距20°到80°的角度范围中。
具体说，多后喷射模式的每一个后喷射脉冲A1,…,An的通电时间ET1,…ETn、多后喷射模式的每一个停顿时间DW、多后喷射模式的每一个后喷射脉冲A1,…,An的每一次喷射开始SOI(和/或每一次喷射结束EOI)可以是通过实验活动预定和存储在存储系统中的值。
ECU 450配置为执行通过停顿时间DW分开的多个后喷射脉冲A1,…,An中的至少一对连续后喷射脉冲An-1,An，所述停顿时间DW小于200μs，优选小于150μs，更优选是在80到150μs的范围。
在所述成对的后喷射脉冲An-1,An充分地接近时，它们被液压地混合在一起，形成单个混合喷射脉冲。具体说，液压混合还称为喷射量混合(Injection Quantity Fusion：IQF)，其是通过将用于把所述成对的连续后喷射脉冲An-1,An分开的所述停顿时间DW减少到临界值DWc而实现的，所述临界值很小，通常小于大约200μs，以使得喷射器螺线管161在其被命令再次打开之前不具有足够的时间来完全关闭。
停顿时间DW的临界值DWc是取决于燃料喷射器160的值，其通常是通过制造商所确定的燃料喷射器本身的技术特征且因此可以存储在存储系统中。
更具体地，混合在一起的该一对连续的后喷射脉冲通过多个连续的后喷射脉冲A1,…,An中的最后两个脉冲An-1,An构成，其中所述对中的第二脉冲是多后喷射模式中的最后喷射脉冲An且所述对中的第一脉冲是多后喷射模式中的倒数第二个喷射脉冲An-1。
具体说，倒数第二个喷射脉冲An-1的SOI和最后喷射脉冲An的EOI可以位于如上所述的范围的子范围内，例如距活塞140的TDC不太远的子范围，例如包括与活塞140的TDC相距70°到80°的范围。
倒数第二喷射脉冲An-1的SOI和最后喷射脉冲An的EOI相关联，实际上，可得知，倒数第二喷射脉冲An-1的通电时间ETn-1和SOI和最后喷射脉冲的通电时间ETn、最后喷射脉冲的EOI可以基于通电时间ETn-1、通电时间ETn和停顿时间DW的临界值之和来计算；而且，可得知，倒数第二喷射脉冲An-1的通电时间ETn-1、最后喷射脉冲An的通电时间ETn和EOI、倒数第二喷射脉冲An-1的SOI可以基于通电时间ETn-1、通电时间ETn和停顿时间DW的临界值之和计算。
ECU 450可以配置为基于目标策略确定在如上所述范围中的最后喷射脉冲An的EOI和/或倒数第二喷射脉冲An-1的SOI，其中目标策略可以设置为用于ECU 450，以使得排气的温度增加最大化或使得油稀释最小化或使得燃料消耗最小化。
详细说，ECU 450可以执行多后喷射模式，其中与最后喷射脉冲An的EOI靠近子范围的较高边界值(即距活塞140的TDC最远的边界值，例如80度)相比，倒数第二喷射脉冲An-1的SOI更靠近上述子范围的较低边界值(即最靠近活塞140的TDC的边界值，例如70度)；在该情况下，油稀释可以被最小化。
相反，ECU 450可以执行多后喷射模式，其中与倒数第二喷射脉冲An-1的SOI靠近远子范围的较低边界值(例如70度)相比，最后喷射脉冲An的EOI更靠近如上所述子范围的较高边界值(80度)；在该情况下，排气的温度可以被最大化。
再次，ECU 450可以执行多后喷射模式，其中倒数第二喷射脉冲An-1的SOI远离一时间距离(角度)的如上所述子范围的较低边界值(例如70度)，该时间距离类似于(即近似等于)从最后喷射脉冲An的EOI到远子范围的更高边界值(80度)的时间距离；在该情况下，燃料消耗可以被最小化。
通过替换的例子，子范围可以在活塞140的TDC附近，例如与活塞140的TDC相距20°到30°的角度。
尽管至少一个示例性实施例已经在前述发明内容和具体实施方式中进行了描述，但是应理解存在许多变化例。还应理解，一个或多个示例性实施例仅是例子，且目的不是以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的摘要和详细描述为本领域技术人员提供了实施至少一个示例性实施例的便捷方式，应理解，以对示例性实施例中所述的元件的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式限定的范围。
附图标记
100 汽车系统
110 内燃发动机
120 汽缸体
125 汽缸
130 汽缸盖
135 凸轮轴
140 活塞
145 曲轴
150 燃烧室
155 凸轮相位器
160 燃料喷射器
161 喷射器螺线管
162 喷射器促动器
163 喷射器针阀
170 燃料分配管
180 燃料泵
190 燃料源
200 进气歧管
205 空气进气管道
210 进入口
215 阀
220 排气口
225 排气歧管
230 涡轮增压器
240 压缩机
250 涡轮机
255 VGT促动器
260 内部冷却器
270 排气后处理系统
275 排气管线
280 排气后处理装置
300 排气循环管道
310 EGR冷却器
320 EGR阀
330 节流阀
340 空气流量、压力、温度传感器
350 歧管压力和温度传感器
360 燃烧压力传感器
380 冷却剂温度和液位传感器
385 润滑油温和液位传感器
400 燃料分配管数字压力传感器
410 凸轮位置传感器
420 曲柄位置传感器
430 排气压力和温度传感器
440 EGR温度传感器
445 加速器踏板位置传感器
450 ECU/控制器
460 中心处理单元

Claims (9)

1.一种运行内燃发动机(110)的燃料喷射器(160)的方法，所述内燃发动机设置有往复运动的活塞(140)，该方法包括的步骤是：
执行多后喷射模式，其具有至少一对连续的喷射脉冲，二者是在活塞(140)的上死点之后开始且被小于200μs的停顿时间分开；
在曲轴(145)与活塞(140)的上死点相距20°到80°角度范围中，开始所述对中的第一脉冲和结束所述对中的第二脉冲；
在所述范围的子范围中开始所述对中的第一脉冲和结束所述对中的第二脉冲，所述子范围是与活塞的上死点相距70°到80°的曲轴角度的范围；
确定所述对中的第一脉冲的喷射的开始和所述对中的第二脉冲的喷射的结束，其方式是使得，与所述对中的第二脉冲的喷射的结束靠近子范围的较高边界值相比，前一脉冲的喷射的开始更靠近子范围的较低边界值。
2.如权利要求1所述的方法，其中停顿时间为80到150μs。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述对通过多后喷射模式的最后两个喷射脉冲构成。
4.一种运行内燃发动机(110)的燃料喷射器(160)的方法，所述内燃发动机设置有往复运动的活塞(140)，该方法包括的步骤是：
执行多后喷射模式，其具有至少一对连续的喷射脉冲，二者是在活塞(140)的上死点之后开始且被小于200μs的停顿时间分开；
在曲轴(145)与活塞(140)的上死点相距20°到80°角度范围中，开始所述对中的第一脉冲和结束所述对中的第二脉冲；
在所述范围的子范围中开始所述对中的第一脉冲和结束所述对中的第二脉冲，所述子范围是与活塞的上死点相距70°到80°的曲轴角度的范围；
确定所述对中的第一脉冲的喷射的开始和所述对中的第二脉冲的喷射的结束，其方式是使得，与所述对中的第一脉冲的喷射的开始靠近子范围的较低边界值相比，所述对中的第二脉冲的喷射的结束更靠近子范围的较高边界值。
5.如权利要求4所述的方法，其中停顿时间为80到150μs。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中所述对通过多后喷射模式的最后两个喷射脉冲构成。
7.一种计算机可读介质，其存储了一计算机程序，以用于运行内燃发动机(110)的燃料喷射器(160)，所述内燃发动机设置有往复运动活塞(140)，所述计算机程序包括程序代码，用于在计算机上运行时执行根据权利要求1到3中任何一项所述的方法或根据权利要求4到6中任何一项所述的方法。
8.一种内燃发动机(110)的喷射系统，所述内燃发动机设置有往复运动活塞(140)，喷射系统包括燃料喷射器(160)和电子控制单元(450)，所述电子控制单元配置为用于执行权利要求1到3中任何一项所述的方法或根据权利要求4到6中任何一项所述的方法。
9.一种配备有如权利要求8所述的喷射系统的内燃发动机(110)。
CN201611070788.9A 2015-11-27 2016-11-28 运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法 Active CN106939843B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1520960.4A GB2544788A (en) 2015-11-27 2015-11-27 Method of operating a fuel injector of an internal combustion engine of a motor vehicle
GB1520960.4 2015-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106939843A CN106939843A (zh) 2017-07-11
CN106939843B true CN106939843B (zh) 2021-08-27

Family

ID=55177339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611070788.9A Active CN106939843B (zh) 2015-11-27 2016-11-28 运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10125717B2 (zh)
CN (1) CN106939843B (zh)
GB (1) GB2544788A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11982244B1 (en) * 2022-12-16 2024-05-14 Caterpillar Inc. System and method for in-cylinder dosing (ICD) for an engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101405487A (zh) * 2006-09-27 2009-04-08 株式会社丰田自动织机 内燃机的废气净化装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197767A (en) * 1978-05-08 1980-04-15 The Bendix Corporation Warm up control for closed loop engine roughness fuel control
DE10062956A1 (de) * 2000-12-16 2002-06-20 Bosch Gmbh Robert Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Abgasreinigung
ITTO20010786A1 (it) * 2001-08-03 2003-02-03 Fiat Ricerche Metodo di autoinnesco della rigenerazione di un filtro particolato per un motore diesel ad iniezione diretta provvisto di un impianto di ini
FR2837241B1 (fr) * 2002-03-13 2006-06-09 Renault Procede de regeneration d'un filtre a particules
SE522146C2 (sv) * 2002-05-07 2004-01-20 Volvo Lastvagnar Ab Metod för regenerering av ett partikelfilter vid motorbromsning samt fordon i vilket en sådan metod utnyttjas
JP3969196B2 (ja) * 2002-06-04 2007-09-05 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射制御装置
US7392491B2 (en) * 2003-03-14 2008-06-24 Combustion Dynamics Corp. Systems and methods for operating an electromagnetic actuator
US6966040B2 (en) * 2003-03-14 2005-11-15 Combustion Dynamics Corp. Systems and methods for operating an electromagnetic actuator
ITTO20030987A1 (it) * 2003-12-09 2005-06-10 Fiat Ricerche Metodo di controllo di un motore ad accensione spontanea provvisto di un impianto di iniezione a collettore comune durante la rigenerazione del filtro del particolato.
JP2006104989A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Hino Motors Ltd 排ガス浄化装置
US8061127B2 (en) * 2008-04-29 2011-11-22 Cummins, Inc. Thermal management of diesel particulate filter regeneration events
JP4844690B2 (ja) * 2009-02-23 2011-12-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料性状判定装置
GB2472816B (en) * 2009-08-19 2013-10-16 Gm Global Tech Operations Inc Method for regenerating a diesel particulate filter
GB2477538B (en) * 2010-02-05 2017-04-19 Gm Global Tech Operations Llc Method for operating an injection system of an internal combustion engine
JP5382219B2 (ja) * 2010-06-25 2014-01-08 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置
GB2505512A (en) * 2012-09-03 2014-03-05 Gm Global Tech Operations Inc Method of controlling a rich combustion mode of an internal combustion engine
JP6011224B2 (ja) * 2012-10-09 2016-10-19 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
JP5900437B2 (ja) * 2013-08-28 2016-04-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101405487A (zh) * 2006-09-27 2009-04-08 株式会社丰田自动织机 内燃机的废气净化装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB2544788A (en) 2017-05-31
US10125717B2 (en) 2018-11-13
GB201520960D0 (en) 2016-01-13
CN106939843A (zh) 2017-07-11
US20170152808A1 (en) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10125705B2 (en) Cylinder deactivation entrance and exit control
US10184409B2 (en) Method of operating an internal combustion engine having a turbocharger
CN103485901A (zh) 以局部停机为特征的内燃发动机和运行该种内燃发动机的方法
US10184410B2 (en) Method of operating a low pressure EGR valve in a low pressure EGR route of an internal combustion engine
US9863359B2 (en) Method of controlling an injection dwell time between two injections of a fuel injector
US10138791B2 (en) Method of cleaning up a particulate filter of an internal combustion engine
US20140007851A1 (en) Method of controlling an after-treatment system warm-up
US20150260136A1 (en) Method of operating a fuel injector
US9739230B2 (en) Method of operating a fuel injector
US20160208724A1 (en) Method of energizing a solenoidal fuel injector for an internal combustion engine
CN109209588B (zh) 用于调整燃烧以缓解排气过温的系统和方法
US10184417B2 (en) Fuel injection system of an internal combustion engine
US10156193B2 (en) Method of operating an internal combustion engine
GB2498355A (en) Controlling multiple fuel injections in an i.c. engine
CN106939843B (zh) 运行机动车辆的内燃发动机的燃料喷射器的方法
GB2526322A (en) Method of diagnosing clogged fuel injectors
CN109424394B (zh) 用于内燃机的汽油微粒过滤器的主动再生方法
US20160177859A1 (en) Method of operating an internal combustion engine
GB2491149A (en) Regenerating a lean NOx trap
US10018134B2 (en) Method and apparatus for regenerating a lean NOx trap in a turbocharged internal combustion engine
CN113661316A (zh) 具有气缸停用控制的内燃发动机的循环应用
GB2525604A (en) Method of operating a fuel injector of a three-cylinder internal combustion engine
GB2524111A (en) Method of operating an exhaust valve of an internal combustion engine
CN113272532A (zh) 四冲程内燃发动机和操作四冲程内燃发动机的方法
GB2498784A (en) Method of controlling an internal combustion engine which allows for the delay between the fuel injection and the time at which the fuel burns

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant