CN114658559A - 用于燃料喷射控制的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于燃料喷射控制的方法和系统。提供用于基于由于燃烧状况导致的从气缸到喷射器的热传递和由于从燃料轨的冷燃料的流动导致的到喷射器的热传递,连续地估计直接喷射器尖端温度的方法和系统。当直接喷射器停用时,监控从稳定状态温度的喷射器尖端温度的变化。在重新激活时,更新命令到直接喷射器的燃料脉冲宽度,以考虑温度引起的燃料密度的变化,从而减少空气燃料比误差的发生。
Description
本申请是于2017年11月28日提交的名称为“用于燃料喷射控制的方法和系统”的中国专利申请201711211939.2的分案申请。
技术领域
本申请通常涉及用于调整内燃发动机的燃料喷射器的操作以补偿温度变化的系统和方法。
背景技术
发动机可以经配置使用进气道喷射和直接喷射中的一个或多个输送燃料至发动机气缸。进气道燃料直接喷射(PFDI)发动机能够平衡(leverage)燃料喷射系统。例如,在高发动机负荷下,燃料可以经由直接喷射器直接地喷射到发动机气缸中,从而平衡直接喷射(DI)的增压冷却属性。在较低发动机负荷下和在发动机启动时,燃料可以经由进气道燃料喷射器喷射到发动机气缸的进气道中,减少颗粒物质排放。在其他状况期间,燃料的一部分可以经由进气道喷射器输送至气缸,而剩余的燃料经由直接喷射器输送至气缸。
在其中启动直接喷射的发动机操作期间,穿过直接喷射器喷嘴的燃料流维持直接喷射器尖端温度基本上较低(例如,大约100℃)。相比之下,在其中禁用直接喷射且无燃料由直接喷射器释放的发动机操作的时间段期间(例如,在其中仅安排燃料的进气道喷射的状况期间),直接喷射器尖端温度可以变得基本上较高(例如,大约260℃)。当燃料随后从直接喷射器喷射时,燃料可以在升高的温度下,并且因此在比预期更低的密度下,导致非故意的加燃料误差。例如,由于比故意的更少的燃料正在输送,直接喷射可以导致稀的空气燃料比误差。在一个示例中,当喷射器温度升高80℃时,产生4%稀误差。
用于补偿升高的直接喷射器尖端温度的一种示例方法由VanDerWege等人在US9,322,340中示出。在其中,响应于在从直接喷射器释放时的升高的爆震控制流体温度,调整喷射的脉冲宽度。具体地,随着在从直接喷射器释放时的燃料的预测温度增加,应用较长的直接喷射脉冲宽度。
然而,发明人在本文已经认识到关于上述方法的潜在问题。作为一个示例,甚至US9,322,340的调整的情况下,由于在直接喷射器停用(deactivation)的持续时间内以及在随后的直接喷射期间的燃料温度和尖端温度的行为的差异,加燃料误差可以继续存在。例如,基于气缸燃烧是否经由进气道喷射继续、如果气缸燃烧继续的平均气缸负荷、所有气缸燃烧是否停止、当燃烧停止时由于无气门停用的选择性燃料停用空气是否继续穿过气缸被泵送、当燃烧停止时燃料喷射器和气门二者是否停用、当燃烧停止时发动机是否仍然在旋转等等,在停用的时间段内到直接喷射器的热传递可以不同。这些因数中的一些也可以对燃料温度具有影响,但不同于对直接喷射器尖端温度的影响。在另一个示例中,当直接喷射器重新激活且燃料从其释放时,相比于燃料温度,喷射器尖端温度可以在更快的速率下冷却。由于这些变化,如果爆震控制流体的直接喷射器经校正补偿在释放时的燃料的升高温度,密度变化可以被估计过高。直接喷射的脉冲宽度可以增大多于所要求的脉冲宽度(或长于所要求的脉冲宽度),导致富的空气燃料比误差。可替代地,密度变化可以被估计过低,其中,直接喷射的脉冲宽度增大小于所要求的脉冲宽度(或短于所要求的脉冲宽度),导致稀的空气燃料比误差。作为另一个示例,在US9,322,340的方法中,基于所推断的燃料轨温度计算燃料温度。然而,在发动机瞬变期间,燃料轨温度可以保持稳定。当实际燃料温度增加时,这使所计算的燃料温度保持基本上恒定。
发明内容
在一个示例中,部分上述问题可以由一种用于发动机的方法解决,所述方法包括:响应于直接喷射器的停用,基于包括气缸燃烧状况、气缸气门操作和在停用期间的进气道喷射器操作的气缸状况,估计不同于燃料温度的直接喷射器尖端温度;以及响应于直接喷射器的重新激活,基于所估计的直接喷射器尖端温度和燃料温度中的每个,调整直接喷射燃料脉冲。以这种方式,可以减少直接喷射加燃料误差。
作为示例,发动机可以配置有进气道喷射能力和直接喷射能力二者。在发动机操作期间,包括在气缸燃烧和气缸非燃烧状况期间,发动机控制器可以连续地估计不同于燃料温度的直接喷射器尖端温度。燃料温度可以经由燃料轨温度传感器估计。直接喷射器尖端温度可以根据到直接喷射器中的热流(如由于当气缸燃烧启动时的燃烧热)以及到直接喷射器中的冷却流(如由于燃料在喷射器处补充)被确定。因此,基于多个燃烧参数,如直接喷射器是否被激活、当直接喷射器停用时经由进气道喷射的气缸燃烧是否正在继续、当直接喷射器停用且气缸不在燃烧时气缸气门是否正在操作、当直接喷射停用且气缸正在燃烧时的平均气缸负荷、直接喷射器停用的持续时间等,热流和冷却流估计可以改变。控制器可以确定当直接喷射启动时的稳定状态直接喷射器尖端温度,且然后监控当直接喷射被禁用时的直接喷射器尖端温度的瞬时(transient)变化。因此,燃料温度可以比尖端温度更少引人注目地波动。控制器可以基于相对于燃料温度的尖端温度同时地确定燃料密度校正因数,并且将校正因数应用于标称燃料密度估计,使得燃料密度的波动可以实时地监控。在直接喷射器的重新激活时,控制器可以基于所校正的燃料密度估计调整直接喷射脉冲宽度。例如,在DI停用的时间段之后其中气缸继续从进气道喷射器接收燃料并燃烧的直接喷射器重新激活时,DI尖端温度可以上升高于稳定状态温度。因此,控制器可以通过以较大的量增大燃料脉冲宽度,补偿燃料密度的下降。相比之下,在DI停用的时间段之后其中气缸不燃烧但空气继续穿过气门泵送的直接喷射器重新激活时(例如,DFSO事件),DI尖端温度可以已经下降低于稳定状态温度。因此,控制器可以通过以较小量增大DI燃料脉冲宽度,或者通过减小DI燃料脉冲宽度,补偿燃料密度的上升。另外,脉冲宽度可以在自具有时间常数的重新激活以来的持续时间内改变,所述时间常数基于尖端温度的瞬时变化。
以这种方式,可以调整直接喷射器的燃料喷射设置,以补偿由于燃料和喷射器尖端在直接喷射器禁用的持续时间内的加热的不同程度导致的燃料密度的变化。补偿与尖端温度的变化速率不同的燃料温度的变化速率的技术效果是,当重新启动直接喷射时,可以考虑不同的温度曲线图。通过基于到喷射器的热流和冷却流的变化连续地估计直接喷射器尖端温度,温度引起的燃料密度的变化可以更精确地估计,并且喷射脉冲宽度可以适当地调整,而不引起(稀的或富的)空气燃料比偏离。另外,可以更好地平衡直接喷射的燃料的增压冷却效果。此外,直接喷射器结垢和热劣化可以减少。
应该理解的是提供上述发明内容,以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。它不意在识别所要求保护的主题的关键或主要特征,所要求保护的主题由随附的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中所注的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地示出联接在混合动力车辆系统中的内燃发动机的气缸的示例实施例。
图2示意性地示出经配置用于可以与图1的发动机一起使用的进气道喷射和直接喷射的燃料系统的示例实施例。
图3示出说明可以实施用于在喷射器重新激活时调整直接喷射器脉冲宽度的示例方法的流程图。
图4示出可以由发动机控制器使用以在DI停用的持续时间内和在DI重新激活时估计DI燃料系统温度的变化的示例模型。
图5示出经验确定的进气道燃料分数/组分和直接燃料分数(DI/PFI分流比)的示例表格。
图6示出基于在发动机燃烧和非燃烧状况期间到喷射器的热流和冷却流推断直接喷射器尖端温度的示例曲线图。
图7示出根据本公开的直接喷射和进气道喷射燃料脉冲宽度补偿的示例曲线图。
具体实施方式
下列描述涉及用于在停用时间段之后调整内燃发动机的直接燃料喷射器的操作以补偿所喷射的燃料的密度随温度变化的系统和方法。在图1中给出了具有配置有直接喷射器和进气道喷射器中的每个的发动机气缸的混合动力车辆系统的示例实施例。图2示出可以与图1的发动机系统一起使用的示例燃料系统。经由进气道喷射相对于直接喷射输送的燃料的分流比可以基于发动机工况,如使用图5的发动机转速负荷表格确定。在某些发动机工况期间,燃料可以仅经由进气道喷射输送至发动机,并且可以禁用直接喷射器。在直接喷射器的停用的延长的时间段期间,温度可以在直接喷射器处,在直接喷射燃料轨处且随后在要经由直接喷射器输送的燃料处积累。发动机控制器可以执行例程,如图3的示例例程,以连续地估计与燃料温度不同的直接喷射器尖端温度并基于估计校正燃料密度。控制器可以依赖于模型,如图4的示例模型,以估计DI尖端温度变化。例如,控制器可以比较在发动机燃烧和非燃烧状况下到直接喷射器的热流和冷却流,以确定到喷射器尖端的净热流,如参照图6的示例详细阐述。燃料喷射脉冲宽度可以然后被校正,以补偿由到喷射器的净热流引起的燃料密度的变化,如参照图7所示。以这种方式,在直接喷射器禁用的持续时间之后在直接喷射器启动期间的加燃料误差可以减小,并且可以避免对燃料系统组件的热损坏。
关于贯穿此详细描述使用的术语,高压泵或直接喷射泵可以缩写为HPP。类似地,低压泵或提升泵可以缩写为LPP。进气道燃料喷射可以缩写为PFI,而直接喷射可以缩写为DI。另外,燃料轨压力或在燃料轨内的燃料的压力值可以缩写为FRP。
图1示出内燃发动机10的燃烧室或气缸的示例。发动机10可以联接在用于在道路上行进的推进系统,如车辆系统5中。在一个示例中,车辆系统5可以是混合动力电动车辆系统。
发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置132的车辆操作员130的输入控制。在此示例中,输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(在本文也称为“燃烧室”)14可包括具有活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可以联接曲轴140,使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统联接到乘客车辆的至少一个驱动轮。此外,起动马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140,以启动发动机10的起动操作。
气缸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可以与除了气缸14以外的发动机10的其他气缸连通。在一些示例中,进气通道中的一个或多个可以包括升压装置,如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出发动机10,所述发动机10配置有涡轮增压器,其包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以至少部分地由排气涡轮176经由轴180提供动力,其中升压装置配置为涡轮增压器。然而,在其他示例中,如其中发动机10设置有机械增压器,排气涡轮176可以任选地省略,其中压缩机174可以由来自于马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道设置,用于改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如,节气门162可以如图1中所示定位在压缩机174的下游,或者可替代地可以设置在压缩机174的上游。
排气通道148可以从除了气缸14以外的发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器128经示出在排放控制装置178的上游联接到排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空气/燃料比的指示的各种合适的传感器(如例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如图所示)、HEGO(加热的EGO)、NOX、HC或CO传感器)中选择。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOX捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。
发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,气缸14经示出包括位于气缸14的上区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中,包括气缸14的发动机10的每个气缸可以包括位于该气缸的上区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12经由致动器152控制。类似地,排气门156可以由控制器12经由致动器154控制。在一些状况期间,控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号,以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电动气门致动类型或凸轮致动类型或它们的组合。可以同时地控制进气门正时和排气门正时,或者可以使用任何可能性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凸轮正时。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮,并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。例如,气缸14可以可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中,进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统控制。
气缸14可以具有压缩比,其是当活塞138在下止点与上止点处时的体积的比。在一个示例中,该压缩比是在9:1至10:1的范围中。然而,在其中使用不同燃料的一些示例中,该压缩比可以增大。例如当使用较高辛烷燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时,这可以发生。如果由于直接喷射对发动机爆震的影响而使用直接喷射,该压缩比也可以增大。
在一些示例中,发动机10的每个气缸可以包括用于发起燃烧的火花塞192。点火系统190可以在选定的操作模式下响应于来自于控制器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,火花塞192可以省略,如其中如可以与一些柴油发动机的情况一样,发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射发起燃烧。
在一些示例中,发动机10的每个气缸可以配置有一个或多个燃料喷射器用于向其提供燃料。作为非限制性示例,气缸14经示出包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以经配置输送从燃料系统8接收的燃料。如参照图2详细阐述,燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166经示出直接地联接到气缸14,用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地在其中直接地喷射燃料。以这种方式,燃料喷射器166提供所谓的燃料到燃烧气缸14中的直接喷射(在下文称为“DI”)。当图1示出定位到气缸14的一侧的喷射器166时,其可以可替代地位于活塞的顶部,如位于火花塞192的位置附近。当由于一些基于酒精的燃料的较低挥发性而用基于酒精的燃料操作发动机时,此类位置可以改善混合和燃烧。可替代地,喷射器可以位于进气门顶部和附近,以改善混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送至燃料喷射器166。此外,燃料箱可以具有提供信号至控制器12的压力传感器。
燃料喷射器170经示出以一种配置布置在进气通道146中,而不是布置在气缸14中,该配置提供所谓的燃料到气缸14上游的进气道中的进气道喷射(在下文中称为“PFI”)。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。注意单个驱动器168或171可以用于燃料喷射系统,或者如图所示可以使用多个驱动器,例如用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171。
在可替代的示例中,燃料喷射器166和170中的每个可以配置为直接燃料喷射器用于将燃料直接地喷射到气缸14中。在另一个示例中,燃料喷射器166和170中的每个可以配置为进气道燃料喷射器用于在进气门150的上游喷射燃料。在其他示例中,气缸14可以包括仅单个燃料喷射器,所述单个燃料喷射器经配置以变化的相对量中从燃料系统接收不同的燃料作为燃料混合物,并且还经配置作为直接燃料喷射器将此燃料混合物直接地喷射到气缸中或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射此燃料混合物。因此,应该理解的是,本文所述的燃料系统不应该由本文所述的特定燃料喷射器配置通过示例的方式限制。
燃料可以在气缸的单个循环期间由两个喷射器输送至气缸。例如,每个喷射器可以输送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外,从每个喷射器输送的燃料的分布和/或相对量可以随工况(如发动机负荷、爆震和排气温度)改变,如在下面在本文所述。进气道喷射的燃料可以在打开的进气门事件、关闭的进气门事件(例如,基本上在进气冲程之前)期间以及在打开的进气门操作和关闭的进气门操作期间输送。类似地,例如,直接喷射的燃料可以在进气冲程期间以及部分地在先前排气冲程期间、在进气冲程期间和部分地在压缩冲程期间输送。因此,甚至对于单个燃烧事件,所喷射的燃料可以在不同正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外,对于单个燃烧事件,所输送的燃料的多个喷射可以在每个循环被执行。多个喷射可以在压缩冲程、进气冲程或它们的任何适当组合期间执行。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特征。这些包括尺寸的差异,例如,一个喷射器可以具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷射角度、不同的操作温度、不同的定目标、不同的喷射正时、不同的喷射特征、不同的位置等。此外,根据在喷射器170和166之中的所喷射的燃料的分布比,可以实现不同的效果。
燃料系统8中的燃料箱可以保持不同燃料类型的燃料,如具有不同燃料质量和不同燃料成分的燃料。所述差异可以包括不同酒精含量、不同水含量、不同辛烷、不同汽化热、不同燃料混合物和/或它们的组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例可以包括作为具有较低汽化热的第一燃料类型的汽油和作为具有较大汽化热的第二燃料类型的乙醇。在另一个示例中,发动机可以使用作为第一燃料类型的汽油和作为第二燃料类型的含有诸如E85(其大约是85%乙醇和15%汽油)或M85(其大约是85%甲醇和15%汽油)的燃料混合物的酒精。其他可行物质包括水、甲醇、酒精和水的混合物、水和甲醇的混合物、酒精的混合物等。
在另一个示例中,燃料可以是具有变化的酒精成分的酒精混合物,其中第一燃料类型可以是具有较低酒精浓度的汽油酒精混合物,如E10(其大约是10%乙醇),而第二燃料类型可以是具有较大酒精浓度的汽油酒精混合物,如E85(其大约是85%乙醇)。此外,第一燃料和第二燃料也可以在其他燃料质量上不同,如温度、粘性、辛烷数等的差异。此外,例如由于箱再注满的每日变化,一个或两个燃料箱的燃料特征可以频繁地改变。
控制器12在图1中作为微型计算机示出,其包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、在此特定示例中作为用于存储可执行指令的非临时性只读存储器芯片(ROM)110示出的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号,除了先前讨论的那些信号以外,包括从质量空气流量传感器122引入的质量空气流量(MAF)的测量;来自于联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT);来自于联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自于节气门位置传感器的节气门位置(TP);和来自于传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12从信号PIP产生。来自于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。控制器12从图1的各种传感器接收信号,并采用图1的各种致动器,以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令调整发动机操作。例如,基于由控制器命令至联接到直接喷射器的驱动器的脉冲宽度信号,燃料脉冲可以从直接喷射器输送到对应的气缸中。
如上所述,图1示出多气缸发动机的一个气缸。因此,每个气缸可以类似地包括其自身一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。将理解的是,发动机10可以包括任何合适数量的气缸,包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外,这些气缸中的每个气缸可以包括参照气缸14由图1所述和所示的各种组件中的部分或全部组件。
在一些示例中,车辆5可以是具有可用于一个或多个车辆车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示的示例中,车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当接合一个或多个离合器56时,发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车辆车轮55。在所示的示例中,第一离合器56设置在曲轴140和电机52之间,并且第二离合器56设置在电机52和变速器54之间。控制器12可以发送信号至每个离合器56的致动器,以接合或脱开该离合器,以便从电机52和与其连接的组件连接或断开曲轴140,且/或从变速器54和与其连接的组件连接或断开电机52。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以以包括并联、串联或串联并联的各种方式配置为混合动力车辆。
电机52从牵引用电池58接收电力,以提供扭矩至车辆车轮55。电机52也可以作为发电机操作,以例如在制动操作期间提供电力以充电电池58。
图2示意性地示出燃料系统,如图1的燃料系统8的示例实施例200。燃料系统200可以操作,以输送燃料至发动机,如图1的发动机10。燃料系统200可以由控制器操作,以执行参照图3的方法描述的部分或全部操作。
燃料系统200包括用于将燃料存储在车辆上的燃料存储箱210、较低压力燃料泵(LPP)212(在本文还指燃料提升泵212)和较高压力燃料泵(HPP)214(在本文还指燃料喷射泵214)。燃料可以经由燃料填充通道204提供至燃料箱210。在一个示例中,LPP 212可以是至少部分地设置在燃料箱210内的电动式较低压力燃料泵。LPP 212可以由控制器222(例如,图1的控制器12)操作,以经由燃料通道218提供燃料至HPP 214。LPP 212可以配置为所谓的燃料提升泵。作为一个示例,LPP 212可以是包括电(例如,DC)泵马达的涡轮(例如,离心)泵,由此泵两端的压力增大和/或穿过该泵的体积流率可以通过改变提供至泵马达的电力控制,从而增大或减小马达速度。例如,随着控制器减小提供至提升泵212的电力,体积流率和/或泵两端的压力增大可以减少。通过增大提供至提升泵212的电力,可以增加体积流率和/或泵两端的压力增大。作为一个示例,提供至较低压力泵马达的电力可以从车辆上的交流发电机或其他能量存储装置(未示出)获得,由此控制系统可以控制用于给较低压力泵供电的电力负荷。因此,通过改变提供至较低压力燃料泵的电压和/或电流,调整在较高压力燃料泵214的入口处提供的燃料的流率和压力。
LPP 212可以流体地联接到过滤器217,其可以移除燃料中含有的可以潜在地损坏燃料处理组件的小杂质。可以促进燃料输送和维持燃料管路压力的止回阀213可以流体地定位在过滤器217的上游。利用在过滤器217上游的止回阀213,由于过滤器可以实际地在体积上是大的,低压通道218的顺从性可以增加。此外,可以采用泄压阀219,以限制低压通道218中的燃料压力(例如,来自于提升泵212的输出)。泄压阀219可以包括例如在指定的压差下定位和密封的滚球和弹簧机制。其中泄压阀219可以被配置为打开的压差设定点可以假设各种合适的值;作为非限制性示例,设定点可以是6.4巴或5巴(g)。孔223可以用于允许空气和/或燃料蒸气从提升泵212流出来。在孔223处的这种流出也可以用于给用于将燃料从一个位置传递到燃料箱210内的另一个位置的喷射泵供电。在一个示例中,孔止回阀(未示出)可以与孔223串联地放置。在一些实施例中,燃料系统8可以包括流体地联接到低压燃料泵212的一个或多个(例如,一系列)止回阀,以阻止燃料在阀的上游泄漏回来。在这种背景下,上游流是指从燃料轨250、260朝向LPP 212行进的燃料流,而下游流是指从LPP朝向HPP214并随后到燃料轨的标称燃料流方向。
由LPP 212提升的燃料可以在较低压力下提供到通向HPP 214的入口203的燃料通道218中。位于入口203的上游的电磁阀281控制压缩的燃料量。HPP 214可以然后将燃料输送到联接到第一组直接喷射器252(在本文也称为第一喷射器组)的一个或多个燃料喷射器的第一燃料轨250。由LPP 212提升的燃料也可以提供至联接到第二组进气道喷射器262(在本文也称为第二喷射器组)的一个或多个燃料喷射器的第二燃料轨260。HPP 214可以操作,以升高输送至第一燃料轨的燃料的压力高于提升泵压力,其中第一燃料轨联接到用高压操作的直接喷射器组。因此,高压DI可以启动,而PFI可以在较低压力下操作。
尽管第一燃料轨250和第二燃料轨260中的每个经示出将燃料分配到相应喷射器组252、262的四个燃料喷射器,但是将理解的是每个燃料轨250、260可以将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例,第一燃料轨250可以针对发动机的每个气缸将燃料分配到第一喷射器组252的一个燃料喷射器,而第二燃料轨260可以针对发动机的每个气缸将燃料分配到第二喷射器组262的一个燃料喷射器。控制器222可以分别地经由进气道喷射驱动器237致动每个进气道喷射器262并经由直接喷射驱动器238致动每个直接喷射器252。控制器222、驱动器237、238和其他合适发动机系统控制器可以包括控制系统。尽管驱动器237、238经示出在控制器222外部,但是应该理解的是在其他示例中,控制器222可以包括驱动器237、238,或者可以经配置提供驱动器237、238的功能。控制器222可以包括未示出的附加组件,如图1的控制器12中包括的那些。
HPP 214可以是发动机驱动的、正排量泵。作为一个非限制性示例,HPP214可以是BOSCH HDP5高压泵,其利用电磁致动控制阀(例如,燃料体积调节器、电磁阀等),以改变每个泵冲程的有效泵体积。HPP的出口止回阀机械地控制且不由外部控制器电子地控制。与马达驱动的LPP 212相比,HPP 214可以由发动机机械地驱动。HPP 214包括泵活塞228、泵压缩室205(在本文也称为压缩室)和步进室227。泵活塞228经由凸轮230从发动机曲轴或凸轮轴接收机械输入,从而根据凸轮驱动的单个气缸泵的原理操作HPP。传感器(图2中未示出)可以定位在凸轮230附近,以启动可以传递至控制器222的凸轮的角度位置的确定(例如,在0度和360度之间)。步进室227也可以经由燃料管路282直接地联接到燃料通道218。蓄积器284可以联接在节点处。
提升泵燃料压力传感器231可以沿燃料通道218定位在提升泵212和较高压力燃料泵214之间。在此配置中,来自于传感器231的读数可以解释为提升泵212的燃料压力(例如,提升泵的出口燃料压力)的指示和/或较高压力燃料泵的入口压力的指示。来自于传感器231的读数可以用于评估燃料系统200中的各种组件的操作,以确定充分的燃料压力是否提供至较高压力燃料泵214,使得较高压力燃料泵摄入液体燃料且不摄入燃料蒸气,且/或最小化提供至提升泵212的平均电力。
第一燃料轨250包括用于提供直接喷射燃料轨压力的指示至控制器222的第一燃料轨压力传感248。同样地,第二燃料轨260包括用于提供进气道喷射燃料轨压力的指示至控制器222的第二燃料轨压力传感器258。发动机转速传感器233可以用于提供发动机转速的指示至控制器222。由于泵214由发动机202例如经由曲轴或凸轮轴机械地驱动,发动机转速的指示可以用于识别较高压力燃料泵214的速度。
第一燃料轨250沿燃料通道278联接到HPP 214的出口208。止回阀274和泄压阀(也称为泵泄压阀)272可以定位在HPP 214的出口208和第一(DI)燃料轨250之间。泵泄压阀272可以联接到燃料通道278的旁通通道279。出口止回阀274打开,以仅当在直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如,压缩室出口压力)高于燃料轨压力时,允许燃料从高压泵出口208流动到燃料轨。泵泄压阀272可以限制在HPP 214的下游和第一燃料轨250的上游的燃料通道278中的压力。例如,泵泄压阀272可以将燃料通道278中的压力限制到200巴。当燃料轨压力大于预定压力时,泵泄压阀272允许燃料朝向泵出口208从DI燃料轨250流出来。阀244和242一起工作,以保持增压到预定低压的低压燃料轨260。泄压阀242帮助限制由于燃料热膨胀而可以积累在燃料轨260中的压力。
基于发动机工况,燃料可以由一个或多个进气道喷射器262和直接喷射器252输送。例如,在高负荷状况期间,燃料可以在给定发动机循环经由仅直接喷射输送至气缸,其中进气道喷射器262被禁用。在另一个示例中,在中间负荷状况期间,燃料可以在给定发动机循环经由直接喷射和进气道喷射中的每个输送至气缸。作为另一个示例,在低负荷状况、发动机启动以及温暖空转状况期间,燃料可以在给定发动机循环经由仅进气道喷射输送至气缸,其中直接喷射器252被禁用。
在这里注意,图2的高压泵214作为用于高压泵的一个可能配置的说明性示例呈现。尽管目前未示出的附加组件可以添加到泵214,但是可以移除和/或改变图2中所示的组件,同时仍然维持将高压燃料输送至直接喷射燃料轨和进气道喷射燃料轨的能力。
控制器12也可以控制燃料泵212和214每个的操作,以调整输送至发动机的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例,控制器12可以改变燃料泵的压力设置、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流率,以输送燃料至燃料系统的不同位置。电子地联接到控制器222的驱动器(未示出)可以用于根据需要发送控制信号至低压泵,以调整低压泵的输出(例如,速度、流动输出和/或压力)。
由于来自于直接喷射器的燃料喷射导致喷射器冷却,在不活动的时间段之后,压力可以从在DI燃料轨250处捕集的燃料积累,导致升高的温度和压力在DI燃料轨250处产生。另外,直接喷射器尖端温度可以开始升高。如果DI喷射器尖端上升高于阈值,其中喷射器的热劣化和结垢可以发生(又名焦化),直接喷射器可以需要冷却,以阻止对燃料系统组件的损坏。在一个示例中,当仅进气道喷射启动时,直接喷射器可以间歇地操作,以释放足够的燃料来冷却直接喷射器尖端温度在可允许的温度范围内。喷射器尖端温度的上升也可以影响在直接喷射期间释放的燃料的密度。当执行直接喷射用于爆震控制或增压冷却时(如当燃料在用仅进气道喷射的操作的持续时间之后直接喷射时),直接喷射的增压冷却效率可以由于具有升高温度的燃料的汽化热的减少而在升高的燃料喷射器尖端温度下降低。另外,由于燃料密度的变化,在给定燃料脉冲宽度下释放的燃料质量可以下降,导致稀的空气燃料比偏离。
本发明人在本文已经认识到DI尖端温度可以基于多个参数改变。具体地,传递至喷射器尖端的净热随燃烧热、燃料流动冷却、空气流动冷却等的存在或不存在改变。作为示例,当直接喷射停用但气缸燃烧继续时,比来自于燃料补充的冷却流更多的燃烧热可以传递至喷射器尖端,导致较高的尖端温度。作为另一个示例,当直接喷射停用且气缸燃烧停止,但阀操作未中断时,在由于喷射器燃料补充以及由于空气穿过气缸泵送而传递更多冷却流的同时,较少燃烧热传递至喷射器尖端。这可以导致较低尖端温度。作为另一个示例,当直接喷射停用,气缸燃烧停止,且阀操作中断时,传递较少冷却流,导致喷射器尖端的净加热。在每个情况下,在燃料轨处的燃料温度可以保持基本上稳定,或者与尖端温度的变化不同地改变。
为了更精确地补偿DI尖端温度浮动和温度引起的燃料密度变化,控制器可以基于各种工况连续地估计DI尖端温度,该各种工况包括在燃烧的存在和不存在下到直接喷射器的热传递,由于燃料流的存在或不存在以及由于燃料温度的到直接喷射器的冷却流,以及由于穿过气缸的空气流的到直接喷射器的冷却流。随后,控制器可以具有瞬时直接喷射器尖端温度的更精确的估计。如参照图3在本文详细阐述,为了当在停用的时间段之后启动直接喷射时减少空气燃料比偏离的发生,所命令的到直接喷射器的脉冲宽度可以基于直接喷射器尖端温度的瞬时估计调整。在一个示例中,DI燃料系统温度变化和对应的燃料密度变化可以由发动机控制器使用算法或模型,如图4的示例模型,或者经由图6的曲线图估计。特别地,通过调整在DI重新激活之后的DI燃料脉冲以考虑在DI停用的时间段内的相对于燃料温度变化的喷射器尖端温度变化的差异,可以提供DI喷射的增压冷却益处,而不无意地使空气燃料比变稀或变富。
以这种方式,图1至图2的系统启动一种发动机系统,所述发动机系统包括含有进气门和排气门的发动机气缸;用于将燃料直接地输送到发动机气缸中的直接燃料喷射器;用于将燃料输送到在发动机气缸的进气门的上游的进气道中的进气道燃料喷射器;提供燃料至直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的每个的燃料轨;联接到燃料轨的温度传感器;和控制器。控制器可以配置有计算机可读指令,所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于:停用直接燃料喷射器;响应于在仅经由进气道喷射的发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,增大所命令的直接喷射燃料脉冲宽度;以及响应于在无发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,减小所命令的直接喷射燃料脉冲宽度。在一个示例中,增大的速率可以随着发动机转速、发动机负荷、火花正时延迟、所估计的燃料轨温度和发动机加燃料的持续时间中的一个或多个增大而升高。在另一个示例中,减小的速率可以响应于进气门和排气门中的一个或多个在无发动机加燃料的持续时间期间保持活动(active)以及在无发动机加燃料的持续时间中的增加而升高。控制器可以包括进一步指令用于估计到停用的直接喷射器中的燃料流率;以及随着所估计的燃料流率增大,响应于在仅经由进气道喷射的发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,减小增大的速率;以及响应于在无发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,升高减小的速率。
现在转向图3,示出了示例方法300,用于当禁用直接喷射系统时减少由燃料密度随温度增加变化引起的空气燃料偏离。用于实行方法300和本文包括的剩余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并与从发动机系统的传感器,如参照图1和图2在上面描述的传感器接收的信号结合执行。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器,以根据下面描述的方法调整发动机操作。
在302处,发动机工况可以由控制器确定。发动机工况可以包括发动机负荷、发动机温度、发动机转速、操作员扭矩需求等。根据所估计的工况,可以确定多个发动机参数。例如,在304处,可以确定燃料喷射计划。这包括确定要输送到气缸(例如,基于扭矩需求)的燃料量以及燃料喷射正时。此外,针对当前发动机工况,可以确定燃料喷射模式和要经由进气道喷射相对于直接喷射输送的燃料的分流比。在一个示例中,在高发动机负荷下,可以选择经由直接喷射器到发动机气缸中的燃料的直接喷射(DI),以便平衡DI的增压冷却属性,使得发动机气缸可以在较高压缩比下操作,而不产生不良的发动机爆震。如果选择直接喷射,控制器可以确定燃料是作为单次喷射被输送还是分成多次喷射,以及进一步地是否在进气冲程和/或压缩冲程中输送(一个或多个)喷射。在另一个示例中,在较低发动机负荷(低发动机转速)下和在发动机启动下(尤其是在冷启动期间),可以选择经由进气道燃料喷射器的到发动机气缸的进气道中的燃料的进气道喷射(PFI),以便减少颗粒物质排放。如果选择进气道喷射,控制器可以确定燃料是要在关闭的进气门事件还是打开的进气门事件期间输送。可以仍然有其他状况,其中燃料的一部分可以经由进气道喷射器输送至气缸,而剩余的燃料经由直接喷射器输送至气缸。确定燃料喷射计划也可以包括对于每个喷射器,基于所估计的发动机工况确定燃料喷射器脉冲宽度以及在喷射脉冲之间的持续时间。
在一个示例中,所确定的燃料计划可以包括经由进气道喷射相对于直接喷射输送的燃料的分流比,该分流比从控制器查找表(如图5的示例表格)确定。参照图5,示出了用于确定用于在发动机循环期间提供给发动机的燃料的总量的进气道燃料喷射器燃料分数和直接燃料喷射器燃料分数的表格500。图5的表格可以是用于确定燃料系统操作的模式(仅DI、仅PFI或组合的PFI和DI(PFDI))的基础,如在图3的方法中详细阐述。垂直轴线表示发动机转速,并且发动机转速沿垂直轴线识别。水平轴线表示发动机负荷,并且发动机负荷值沿水平轴线识别。在此示例中,表格单元格502包括由逗号分离的两个值。逗号左侧的值表示进气道燃料喷射器燃料分数,并且逗号右侧的值表示直接燃料喷射器燃料分数。例如,对于与2000RPM和0.2对应的表格值,负荷保持经验确定的值0.4和0.6。0.4或40%的值是进气道燃料喷射器燃料分数,并且0.6或60%值是直接燃料喷射器燃料分数。因此,如果期望的燃料喷射质量是在发动机循环期间的1克燃料,0.4克的燃料是进气道喷射的燃料,并且0.6克的燃料是直接喷射的燃料。在其他示例中,表格可以仅包含在每个表格单元格处的单个值,并且对应的值可以通过从值1减去表格中的值确定。例如,如果2000RPM和0.2负荷表格单元格包含单个0.6值用于直接喷射器燃料分数,则进气道喷射器燃料分数是1-0.6=0.4。
在此示例中可以观察到,进气道燃料喷射分数在较低发动机转速和负荷下最大。在所示的示例中,表格单元格504表示发动机转速负荷状况,其中所有燃料经由仅进气道喷射输送。在此转速负荷状况下,直接喷射被禁用。直接燃料喷射分数在中等水平的发动机转速和负荷下最大。在所示的示例中,表格单元格506表示发动机转速负荷状况,其中所有燃料经由仅直接喷射输送。在此转速负荷状况下,进气道喷射被禁用。进气道燃料喷射分数在较高发动机转速下增大,其中由于在气缸燃烧事件之间的时间的缩短,将燃料直接地喷射到气缸的时间可以减小。可以观察到如果发动机转速改变而无发动机负荷的变化,进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数可以改变。
返回到图3,在306处,该例程包括确定直接喷射停用状况是否已经得到满足。在一个示例中,如果基于当前发动机工况已经选择仅进气道燃料喷射(仅PFI)的加燃料模式,确认DI停用状况。例如,在低发动机负荷和低发动机温度的状况期间,以及在发动机启动期间,可以要求经由仅PFI的燃料输送。在另一个示例中,当燃烧停止时,如在减速燃料关断事件期间,在发动机空转停止期间,和在其中发动机旋转到静止未加燃料的发动机关断期间,确认DI停用状况。
如果DI停用状况未得到满足,如当已经选择仅直接喷射(仅DI)的加燃料模式或双加燃料模式(具有进气道喷射和直接喷射二者,PFDI)时,该方法移动到308,其中该例程包括维持直接喷射器激活。在310处,该方法包括基于燃烧状况估计和监控稳定状态DI尖端温度。如参照图6详细描述,控制器可以连续地监控在DI尖端处的状况,以基于到喷射器的热流和冷却流估计稳定状态DI尖端温度。稳定状态估计提供控制器参考温度,在无直接喷射的瞬时发动机操作期间,相对于该参考温度,能够估计温度浮动和对应燃料密度浮动。
因此,当车辆在使用中时,喷射器尖端温度模型可以连续地运行。特别地,不管DI喷射器是否在使用中,该模型可以运行。温度模型可以在车辆启动时初始化。在一些示例中,温度可以继续建模,甚至在车辆关断之后。例如,当车辆随后打开时,控制器可以跟踪车辆关闭时间并作为在估计初始尖端温度中的因数使用。
如果DI停用状况得到满足,在312处,该方法包括停用直接喷射器。在314处,可以确定发动机是否仍然在燃烧。也就是说,可以确定当直接喷射被禁用时发动机是否正在用仅进气道喷射操作,或者所有发动机燃烧是否已经暂时地停止。控制器可以然后继续基于包括气缸燃烧状况和气缸气门操作的气缸状况,估计与在直接喷射器处的燃料温度不同的直接喷射器尖端温度。控制器可以在停用时间段内比较到直接喷射器中的燃烧热流与到直接喷射器中的燃料补充冷却流,以推断瞬时直接喷射器尖端温度。
具体地,在316和320处,控制器可以基于当直接喷射器停用时气缸燃烧是否存在,估计到直接喷射器中的燃烧热流。此热流表示从燃烧室传递到直接喷射器尖端的加热功率。所传递的燃烧热流取决于气缸是否加燃料和发出火花。直接喷射器尖端温度增加高于当气缸燃烧存在时的燃料温度,直接喷射器尖端温度减小低于当气缸燃烧不存在时的燃料温度。
当气缸燃烧不存在时,在320处,到直接喷射器中的热流可以根据发动机转速、平均气缸负荷和气缸盖温度(CHT)被估计。控制器可以参照查找表、算法或模型(如图4的示例模型),其使用发动机转速、平均气缸负荷和气缸盖温度(CHT)作为输入并提供DI尖端温度(或从稳定状态的温度的DI尖端温度的增加)作为输出。随着发动机转速增大,随着平均气缸负荷增大,和/或随着感测的CHT增大,控制器可以增加DI尖端温度。
当气缸燃烧存在时,在316处,到直接喷射器中的热流可以根据发动机转速、平均气缸负荷、气缸盖温度(CHT)和火花正时被估计。控制器可以参照查找表、算法或模型(如图4的示例模型),其使用发动机转速、平均气缸负荷、气缸盖温度(CHT)和火花正时作为输入并提供DI尖端温度(或从稳定状态的温度的DI尖端温度的增加)作为输出。随着发动机转速增大,随着平均气缸负荷增大,随着感测的CHT增大,和/或随着火花正时从MBT延迟,控制器可以增加DI尖端温度。随着平均气缸负荷增大,直接喷射器尖端温度的增加可以相对于燃料温度的增加升高。另外,热流可以基于当燃烧存在时的气缸燃烧空气燃料比。例如,当实际喷射器尖端温度比所估计的尖端温度更热时,可以喷射比命令的燃料更少的燃料,产生比预想的燃料空气比更稀的燃料空气比。到喷射器中的热流可以可替代地根据稳定状态的喷射器尖端温度(当燃烧不存在时在320处计算)和燃烧引起的喷射器尖端温度(当燃烧存在时在316处计算)的差被确定。
喷射器尖端温度估计进一步基于当直接喷射器停用时进气道喷射是激活的(和气缸正在燃烧)还是停用的(和气缸不在燃烧)。直接喷射器尖端温度增加高于当进气道喷射激活时的燃料温度。直接喷射器尖端温度减小低于当进气道喷射停用时的燃料温度。在另一个示例中,基线发动机系统是DI发动机。当发动机不燃烧时,DI喷射器已经减少热流率并冷却。当DI喷射器不流动燃料时,DI喷射器尖端冷却减少并且DI喷射器尖端温度增加。
接着,在318和322处,控制器可以估计由于喷射器燃料补充导致的到直接喷射器中的冷却流。到直接喷射器中的冷却流可以根据感测的或建模的燃料轨温度(FRT)(例如,如经由燃料轨温度传感器感测)被确定并进一步基于燃料流率(到直接喷射器中)确定。燃料流率可以由控制器确定,因为发动机控制器喷射已知的燃料体积到气缸中。当此喷射质量与每单位时间(与发动机转速成比例的)喷射事件的数量相乘时,其产生体积流率。随着进入喷射器尖端的冷却器燃料的流率增大,并随着燃料轨中的燃料的温度下降,冷却流可以增加。
将理解的是,尽管上述模型描述两个热源/散热片(即燃料流率和燃烧热),但是这不意在是限制的,并且附加热源和散热片(例如,空气流等)可以包括在喷射器尖端温度模型中。该方法从318直接移动到328。
如果气缸不在燃烧,该方法从322移动到324,其中可以进一步确定当气缸不在燃烧时是否由于气缸气门操作而存在冷却流。因此,在324处,可以确定气门是否是活动的。在一个示例中,在DFSO期间,当一个或多个气缸气门(例如,至少一个进气门和一个排气门)继续操作并穿过气缸泵送空气时,气缸加燃料可以选择性地停用。在其他示例中,在DFSO期间,气缸加燃料和气门操作可以选择性地停用。当直接喷射器停用时,控制器可以基于气缸气门操作是激活的还是停用的估计与燃料温度不同的直接喷射器尖端温度。如果气门操作存在,在326处,当直接喷射器停用时,控制器可以基于经由气缸气门的穿过气缸的空气流更新(例如,增加)到直接喷射器中的净冷却流。直接喷射器尖端温度可以减小多于当气缸气门操作激活时的燃料温度,并且直接喷射器尖端温度增加多于当气缸气门操作停用时的燃料温度。该方法然后移动到328。如果用于气缸停用的气门操作不存在,该方法直接移动到328。
在328处,该方法包括基于相对于(燃料补充)冷却流的(燃烧)热流,估计传递至直接喷射器的净热。在一个示例中,净热传递可以确定为:
净加热功率=从燃烧室到喷射器尖端的加热功率—由于进入喷射器尖端的冷燃料导致的冷却功率。
将理解的是,在其中控制器的算法自动地为从燃料流的热传递分配一负符号来考虑冷却并为从燃烧的热传递分配一正符号来考虑加热的示例中,净加热功率可以被获悉为从燃料流的热传递和从燃烧的热传递之和。
将理解的是,直接喷射器尖端温度可以进一步基于直接喷射器停用的持续时间与燃料温度不同地估计。相比于燃料温度,在直接喷射器停用的持续时间内,尖端温度可以更快地并通过更高的程度升高。特别地,在瞬时时间期间,由于其大的体积(相对于0.02ml至0.5ml喷射事件的40ml至60ml),燃料轨温度可以保持相对地稳定。
在330处,该方法包括基于所估计的DI尖端温度和所估计的燃料温度中的每个估计燃料密度。控制器可以使用查找表或算法,其使用建模的DI尖端温度作为输入并使用燃料密度(或该燃料密度从标称密度的变化)作为输出。随着DI尖端温度相对于稳定状态温度增加,所估计的燃料密度可以减小。在一个示例模型中,尖端温度变化与喷射器尖端中的燃料密度变化成反比例。
在332处,可以确定DI重新激活状况是否已经得到满足。作为非限制性示例,DI重新激活状况可以响应于DFSO事件结束、操作员扭矩需求的增加、尖端温度达到上限等被视为得到满足。如果DI重新激活未得到满足,在334处,该方法包括继续监控到直接喷射器的热流和冷却流并相应地更新DI尖端温度和燃料密度的估计。
如果DI重新激活状况得到满足,则在336处,该方法包括基于所估计的直接喷射器尖端温度和燃料温度中的每个调整直接喷射燃料脉冲和进气道喷射燃料脉冲中的一个或多个。发动机控制器的动力传动系统控制模块(PCM)可以在直接喷射器的重新激活时基于发动机工况计算用于直接喷射器的初始燃料脉冲宽度,且然后基于所估计的燃料密度更新初始燃料脉冲宽度。作为示例,随着所估计的燃料密度下降低于标称燃料密度(由于尖端温度或燃料温度的升高),用于直接喷射器的初始燃料脉冲宽度可以增大,并且随着所估计的燃料密度下降超过标称燃料密度(由于尖端温度或燃料温度的下降),用于直接喷射器的初始燃料脉冲宽度可以减小。进气道喷射燃料脉冲宽度可以基于直接喷射燃料脉冲宽度的变化调整,以维持燃烧空气燃料比。
在338处,所更新的燃料脉冲宽度可以命令到相应的直接燃料喷射器和/或进气道燃料喷射器。以这种方式,可以调整至少DI燃料脉冲的初始设置,以补偿由于DI尖端温度变化而引起的燃料密度变化。例如,与所更新的DI燃料脉冲宽度对应的控制信号可以从控制器发送至联接到DI燃料喷射器的致动器,以根据所更新的脉冲宽度从DI喷射器输送燃料。该例程然后退出。
在可替代的示例中,基于在DI停用的前述时间段内的所预测的燃料温度升高相对于由于燃料流的在重新激活时的预测的燃料温度下降,控制器可以确定要应用于估计的燃料密度的第一校正因数。同样地,基于在DI停用的前述时间段内的所预测的喷射器尖端温度升高相对于由于燃料流的在重新激活时的预测的喷射器尖端温度下降,可以确定第二校正因数。通过应用第一校正因数和第二校正因数中的每个,可以确定在重新激活之后的关于每个DI脉冲的净燃料温度变化,并且可以估计对应的燃料密度变化。通过将第一校正因数和第二校正因数中的每个应用于初始确定的DI燃料脉冲,可以确定补偿取决于温度的燃料密度变化的所更新的DI燃料脉冲曲线。因此,如果在前述DI停用期间基于仅所估计的燃料温度的升高估计燃料密度变化,而不考虑由于在穿过DI喷射器的燃料的流动之后的喷射器尖端温度的迅速下降而导致的所预测的燃料温度的下降,所估计的燃料密度可以被过低估计和过高补偿,导致比预想的喷射更富的喷射。
用校正因数更新DI燃料脉冲可以包括调整一个或多个喷射参数,如DI喷射的脉冲宽度、喷射压力和喷射量。在一个特定示例中,关于在DI重新激活之后的第一脉冲,直接喷射的脉冲宽度可以相对于初始燃料脉冲宽度增大,并且相对于随后的脉冲,直接喷射的脉冲宽度可以朝向初始燃料脉冲宽度逐渐地减小。因此,脉冲宽度调整(包括调整的大小和调整的速率)可以基于逐个加燃料事件执行,其考虑到由于在每个加燃料事件上的燃料状况和DI喷射器状况而引起的燃料温度变化。例如,调整可以考虑在DI停用的时间段期间的由于燃料温度较慢升高和在重新激活之后的燃料温度较慢下降而引起的燃料密度变化,以及由于在DI停用的时间段期间的喷射器尖端温度升高较快和在重新激活之后的喷射器尖端温度较快下降而引起的燃料密度变化。因此,在DI重新激活之后的第一脉冲的脉冲宽度的增大可以大于随后DI燃料脉冲的脉冲宽度的减小。在其他示例中,所更新的燃料系统温度可以送入DI斜坡校准计算,以补偿随燃料系统温度变化的燃料密度的变化。
将理解的是,尽管图3的例程描述当DI在经由仅进气道喷射的发动机加燃料的时间段后重新激活时的DI燃料脉冲调整,但是在可替代的示例中,相同的例程可以用于当仅DI燃料系统在停用的持续时间之后重新激活时预测燃料密度变化。例如,由在仅DI燃料系统中的DI停用的持续时间内的阀杆温度变化引起的DI喷射器尖端温度变化可以被获悉,并用于补偿当DI加燃料重新激活时的DI燃料脉冲。这允许由要减少的燃料系统温度变化引起的空燃比浮动(lambda drift)。
参照图4示出了可以由控制器使用以估计从喷射器尖端的热传递和热损耗的示例模型或算法和在DI重新激活时(和在DI重新激活之后)的所得的燃料温度变化。在其中,映射图400示出了用于推断所建模的直接喷射器尖端温度(inj_tip_mdl_inf_temp)的示例模型。
表示喷射器尖端的集中热质量的热容量(inj_tip_mdl_inj_hc)用于确定热容量值(HC)。热容量具有焦耳/摄氏度的单位。其具有能量/增量温度的大小。
从燃料流的直接喷射器尖端的冷却由控制器K1根据当DI喷射器是活动时冷却喷射器尖端的燃料轨中的燃料的推断或测量温度(inj_tip_mdl_frt,其具有摄氏度的单位和温度的大小)、穿过一个DI喷射器的燃料流率(inj_tip_mdl_di_fuel_flow,其具有g/s的单位和质量/时间的大小)和与过去的一个时间步骤对应的喷射器尖端温度的建模版本(inj_tip_mdl_inf_temp)确定。控制器K1的输出是从燃料到直接喷射器尖端的热流率(Inj_tip_mdl_dt_hout_net,其具有瓦特的单位和功率的大小)。
根据与过去的一个时间步骤对应的喷射器尖端温度的建模版本(inj_tip_mdl_inf_temp)、由传导热穿过固定热阻力至喷射器尖端的燃烧过程产生的平均有效温度(Inj_tip_mdl_pfi_temp)和喷射器的热容量(HC),控制器K2计算到直接喷射器尖端的传导性热传递。控制器K2的输出是从燃烧室到喷射器尖端的热流率(inj_tip_mdl_dt_hin_inj,具有瓦特的单位和功率的大小)。
从燃烧室到直接喷射器尖端的热流率和从燃料到直接喷射器尖端的热流率然后输入到控制器K3(例如,比较器),其计算到喷射器尖端的净热流率(Inj_tip_mdl_del_heat,其具有瓦特的单位和功率的大小)。接着,控制器K4(例如,乘法器)使用所计算的净热流率(除了直接喷射器的热容量(HC))和时间段(在该时间段内,此分离时间模型执行)(inj_tip_mdl_per,具有秒的单位和增量时间的大小),以计算喷射器尖端温度随时间段的变化(inj_tip_mdl_del_temp,具有摄氏度的单位)。在一个示例中,模型每0.1秒时间段执行一次。
尖端温度变化由控制器K5(例如,加法器)与对应于过去的一个时间步骤的喷射器尖端温度的建模版本(inj_tip_mdl_inf_temp)联系使用,以提供喷射器尖端温度的当前估计(inj_tip_mdl_inf_temp,具有摄氏度的单位和温度的大小)。控制器K6用于引入延迟,以便提供对应于过去的一个时间步骤的喷射器尖端温度的建模版本。然后基于喷射器尖端温度的当前估计,对于该例程的下一个迭代,更新喷射器尖端温度的建模版本。在该例程的第一迭代,当喷射器尖端温度的前述估计不可用时,使用气缸盖温度(cht_degc,具有摄氏度的单位)初始化该例程。在其后,喷射器尖端温度模型用所更新的建模喷射器尖端温度在该例程的每个迭代上准备好。以这种方式,可以更好地估计喷射器尖端温度,并且可以更好地考虑尖端温度引起的燃料密度变化。
现在转向图6,映射图600示出有效直接喷射器尖端温度的示例获悉。在具有气缸燃烧的情况下和在不具有气缸燃烧的情况下,通过比较到直接喷射器的热流和冷却流的变化,该映射图连续地监控在发动机操作的持续时间内的尖端温度变化。
在所示的示例中,气缸燃烧在t0和t1之间和在t2之后发生。在t1和t2之间,所有气缸燃烧暂时地被禁用。例如,DFSO事件可以在t1和t2之间发生。
曲线602示出了当气缸燃烧存在时的DI尖端温度的绘制。这包括在经由直接喷射和/或进气道喷射的加燃料之后的气缸燃烧存在的时候。曲线604示出了当气缸燃烧不存在时的DI尖端温度的绘制。曲线606示出了气缸燃烧存在或不存在的时候。通过使用曲线602至606,控制器可以计算由于燃烧的热而引起的到直接喷射器尖端的热流,如在曲线608处所示。来自于燃烧的热流在当气缸燃烧不存在时的时间期间(在t1和t2之间)下降。
在相同时间段内的燃料轨温度变化在曲线610处示出。因此,燃料轨温度指示燃料温度,甚至当气缸燃烧关闭和打开时其也保持稳定。到喷射器中的燃料流率在曲线612处示出。该流率在燃烧被禁用时下降且在燃烧启动时上升。当燃料流由于燃烧被禁用而被禁用时,来自于补充的热流立即地下降并且无热流到喷射器尖端。当燃烧被禁用时,也有到直接喷射器的燃烧热流的立即下降,然而由于气缸中停留的热的存在,将继续存在传递至喷射器尖端的一些燃烧热。当燃料流由于燃烧重新启动而在t2处重新开始时,来自于燃料补充的热流立即地重新开始。同样地,当燃烧重新启动时,燃烧热流也重新开始。然而,由于到气缸中的燃烧热的突然进入,燃烧热流中有瞬时的峰值(spike)。通过使用曲线610和614,控制器可以计算由于燃料补充的热而引起的到直接喷射器尖端的热传递(或冷却流),如在曲线614处所示。
相对于零流(虚线)的到喷射器中的净热流根据来自于燃烧的热流和燃料补充的热确定(例如,确定为其总和),如在曲线616处所示(也就是,曲线616是曲线614和曲线608之和)。特别地,当燃烧被禁用时,净热流急剧地下降,但是然后在无气缸燃烧的情况下在直接喷射器停用的持续时间内逐渐地升高。当燃烧重新启动时,净流然后再次急剧地升高。
然后,根据净热流和喷射器尖端的热容量确定喷射器尖端有效温度,如在曲线618处所示。有效喷射器尖端温度在无气缸燃烧的情况下在停用的时间段内下降。当直接喷射器在燃烧重新激活时而被重新激活时,燃料密度估计可以基于瞬时尖端温度更新。
在图7处示出了示例燃料脉冲宽度调整。映射图700在曲线702处示出了经由进气道喷射的气缸的加燃料并在曲线704处示出了经由直接喷射的相同气缸的加燃料。所推断的直接喷射器尖端温度在曲线708处连续地估计和监控并示出。发动机转速(Ne)在曲线701处示出。
在所示的示例中,在t1之前,基于发动机工况(例如,中间发动机转速负荷区域),发动机气缸可以经由直接喷射和进气道喷射(曲线702、704)中的每个接收燃料,其中喷射比基于发动机状况调整以维持排气处于化学计量。也就是说,进气道喷射器和直接喷射器二者可以被激活。基于相对于由于穿过喷射器喷嘴的燃料流而引起的传递到喷射器尖端的较低冷却流的由于气缸燃烧而引起的传递到喷射器尖端的较高热流,在此时估计所推断的DI喷射器尖端温度。在燃烧期间,所推断的DI喷射器尖端温度稳定到稳定状态温度。
在t1处,存在驾驶员需求增加,发动机移动到较高转速负荷区域,其中存在较高的爆震可能。响应于驾驶员需求的增加,经由直接喷射器直接喷射到气缸中的燃料的量增加,而经由进气道喷射器进气道喷射到气缸中的燃料量相应地减小,以维持燃烧空气燃料比处于化学计量。在此时,所推断的DI喷射器尖端温度继续被估计。由于穿过直接喷射器喷嘴的燃料流的增加而引起的传递至喷射器尖端的冷却流的增加,温度稍微地下降。所推断的温度基本上处于稳定状态温度或在稳定状态温度左右,并且因此燃料密度保持基本上处于标称密度或在标称密度左右。因此,DI燃料脉冲宽度不需要调整来补充温度变化。
在t2处,由于发动机工况的变化(例如,到较低转速负荷区域的发动机转速和负荷状况的变化),禁用燃料的直接喷射。例如,发动机可以在低负荷下操作,其中爆震是稀少的,并且其中进气道喷射提供较高发动机性能益处。在t2处,进气道喷射器保持激活,并且在直接喷射器空转或停用时气缸燃烧用进气道喷射的燃料继续。在t2和t3之间的持续时间内,直接喷射器可以保持停用或空转。
在直接喷射器被禁用时,所推断的DI喷射器尖端温度继续被估计。由于到喷射器尖端中的净热流,尖端温度逐渐地升高。在传递到喷射器尖端的冷却流由于穿过直接喷射器喷嘴的燃料流的下降而减少时,净热流是由于继续从气缸燃烧流动到喷射器尖端的燃烧热导致的。所推断的温度逐渐升高高于稳定状态温度,并且因此燃料密度开始相对于标称密度下降。
在t3处,存在发动机转速负荷到中间至高的发动机转速负荷状况的进一步变化。在此时,燃料的直接喷射重新激活,以增加增压冷却益处。基于发动机工况,确定初始燃料脉冲宽度(在虚线段703处所示)。然而,由于在当直接喷射器停用但气缸燃烧继续时的持续时间内(在t2和t3之间)的喷射器尖端温度的升高,由直接喷射器释放的燃料的密度下降。如果燃料根据初始确定的燃料脉冲宽度703直接喷射而不补偿温度引起的燃料密度变化,所释放的燃料质量将低于预想的燃料质量,导致稀的空气燃料比误差。为了解决这个问题,在t3处,直接喷射脉冲宽度被调整(在本文为被增加)一定量,该量基于所推断的喷射器尖端温度。特别地,直接喷射脉冲宽度以一定量增大,所述量基于在稳定状态的喷射器尖端温度内的尖端温度增加。所增加的脉冲宽度包括比初始脉冲宽度更大和更长的脉冲宽度。另外,进气道喷射燃料脉冲宽度调整,在本文为减小。因此,燃料脉冲宽度可以基于控制器意在喷射的燃料的数量连续地改变。然而,此基础脉冲宽度基于在喷射器尖端处的燃料密度调整,其根据所建模的喷射器尖端温度改变。
基于直接喷射器先前停用但气缸燃烧继续,从直接喷射器到发动机气缸中的燃料的直接喷射的脉冲宽度暂时地增大。例如,在增大的脉冲宽度下的直接喷射可以在许多发动机循环内从t3继续,直到在t4处所推断的DI尖端温度返回到稳定状态温度,此后,可以终止增大,并且重新开始当在稳定状态尖端温度下的用标称燃料密度操作时基于发动机转速负荷状况的标称确定的燃料脉冲宽度。
在t4和t5之间,燃料经由直接喷射器直接喷射到气缸中,并且燃料经由进气道喷射器进气道喷射到气缸中,基于发动机转速负荷状况和驾驶员扭矩需求选择相应的量。所推断的DI喷射器尖端温度继续被估计。由于穿过直接喷射器喷嘴的燃料流而引起的传递至喷射器尖端的冷却流的增加,温度稍微地下降。
在t5处,由于发动机工况的变化(例如,驾驶员扭矩需求的下降),确认DFSO事件并禁用所有气缸加燃料(包括经由直接喷射和进气道喷射的加燃料)。发动机开始旋转下来。在t5和t6之间的持续时间内,直接喷射器和进气道喷射器保持停用或空转。在t5和t6之间,尽管气缸加燃料被禁用,但是气缸气门操作操作未被禁用,并且气缸继续穿过进气门和排气门泵送空气。在减少传递至直接喷射器的燃烧热的同时,这增加到直接喷射器的冷却流。当直接喷射器和进气道喷射器被禁用时,所推断的DI喷射器尖端温度继续被估计。由于到喷射器尖端中的净冷却流,尖端温度逐渐地下降。(换句话说,燃烧温度低于当前尖端温度,燃料冷却是零,并且尖端温度正在朝向燃烧温度冷却。)净冷却流是由于减少的从气缸燃烧流动到喷射器尖端的燃烧热和增加的传递到喷射器尖端的冷却流导致的,其由于气缸气门操作和穿过直接喷射器喷嘴的燃料流导致。所推断的温度逐渐地下降低于稳定状态温度,并且因此燃料密度开始相对于标称密度增大。
在t6处,DFSO状况中断,且存在发动机转速负荷状况到中间至高的发动机转速负荷状况的变化。在此时,重新开始气缸加燃料。重新激活燃料的直接喷射和进气道喷射。基于发动机工况,确定初始燃料脉冲宽度(在虚线段705处示出)。然而,由于在当直接喷射器和进气道喷射器停用且气缸燃烧停止但气缸气门操作继续时的持续时间内(在t2和t3之间)的喷射器尖端温度下降,由直接喷射器释放的燃料的密度升高。如果燃料根据初始确定的燃料脉冲宽度705直接喷射而不补偿温度引起的燃料密度变化,所释放的燃料质量将高于预想的燃料质量,导致富的空气燃料比误差。为了解决这个问题,在t6处,直接喷射脉冲宽度调整(在本文为减小)一定量,该量基于所推断的喷射器尖端温度。特别地,直接喷射脉冲宽度减小一定量,所述量基于在稳定状态的喷射器尖端温度内的尖端温度减小。减小的脉冲宽度包括比初始脉冲宽度更小和更短的脉冲宽度。另外,进气道喷射燃料脉冲宽度调整,在本文为增大。在一个示例中,如果尖端温度比稳定状态值更冷,开回路加燃料可以趋向于过度加燃料,导致富的误差(如果不补偿温度)。如果真正的尖端温度高于假设的尖端温度,可以引起稀误差。
基于直接喷射器先前地停用且气缸燃烧停止,从直接喷射器到发动机气缸中的燃料的直接喷射的脉冲宽度暂时地减小。例如,在减小的脉冲宽度下的直接喷射可以在许多发动机循环内从t6继续,直到所推断的DI尖端温度返回到稳定状态温度,此后可以终止减小,并且重新开始在稳定状态的尖端温度下的用标称燃料密度操作时的基于发动机转速负荷状况的标称确定的燃料脉冲宽度。
将理解的是,如果气缸气门操作也在t5-t6处的加燃料的停用期间中断,所推断的直接喷射器尖端温度可以已经升高高于稳定状态温度(或减小较小的量)。这将是由于导致喷射器尖端的净加热的较高热流和较低冷却流所导致的。因此,在t6处重新激活时,直接喷射脉冲宽度将已经在许多发动机循环内增大,直到所推断的DI尖端温度返回到稳定状态温度,此后将终止增大,并且将重新开始基于发动机转速负荷状况的标称确定的燃料脉冲宽度。以这种方式,燃料密度基于连续更新的尖端温度连续地更新,并且直接喷射燃料脉冲宽度相应地调整,以补偿燃料密度的变化。
以这种方式,可以更好地考虑在从先前停用的直接喷射器释放时的温度引起的燃料密度变化。通过基于燃烧热传递、气缸气门操作、进气道喷射操作、气缸负荷变化等在气缸燃烧的存在和不存在下连续地估计到直接喷射器的热流,可以更精确地监控对DI喷射器尖端温度的改变。通过基于瞬时直接喷射器尖端温度调整直接喷射燃料脉冲的设置,可以更好地确定和补偿由于温度而引起的燃料密度的变化,从而减少未预想的空气燃料偏离。另外,可以更好地平衡直接喷射的增压冷却效果。另外,可以减少喷射器结垢和热劣化。
一个示例方法包括基于包括气缸燃烧状况和气缸气门操作的气缸状况估计与燃料温度不同的直接喷射器尖端温度;以及响应于直接喷射器的停用或重新激活,基于所估计的直接喷射器尖端温度和燃料温度中的每个调整直接喷射燃料脉冲和进气道喷射燃料脉冲中的一个或多个。另外地或任选地,在前述示例中,基于气缸燃烧状况的估计包括当直接喷射器停用时基于气缸燃烧是存在还是不存在估计,当气缸燃烧存在时所述直接喷射器尖端温度增加高于燃料温度,当气缸燃烧不存在时所述直接喷射器尖端温度减小低于燃料温度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,当气缸燃烧存在时,随着平均气缸负荷增大,直接喷射器尖端温度的增加相对于燃料温度的增加升高。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,当气缸燃烧存在时,随着气缸燃烧空气燃料比变得比化学计量更稀,直接喷射器尖端温度的增加相对于燃料温度的增加升高。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,基于气缸气门操作的估计包括当直接喷射器停用时基于气缸气门操作是被激活还是停用估计,当气缸气门操作被激活时所述直接喷射器尖端温度减小多于燃料温度,当气缸气门操作停用时所述直接喷射器尖端温度增加多于燃料温度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,所述估计进一步基于当直接喷射器停用时进气道喷射是被激活还是停用,当进气道喷射被激活时所述直接喷射器尖端温度增加高于燃料温度,当进气道喷射停用时所述直接喷射器尖端温度减小低于燃料温度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,该方法还包括基于直接喷射器停用的持续时间与燃料温度不同地调整所估计的直接喷射器尖端温度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,调整直接喷射燃料脉冲包括:基于所估计的直接喷射器尖端温度和燃料温度中的每个估计燃料密度;在直接喷射器的重新激活时基于发动机工况计算初始燃料脉冲宽度;以及基于所估计的燃料密度更新初始燃料脉冲宽度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,随着所估计的燃料密度下降低于标称燃料密度,初始燃料脉冲宽度增大,并且随着所估计的燃料密度超过标称燃料密度,初始燃料脉冲宽度减小。
另一种示例方法包括在喷射器停用的时间段内比较到直接喷射器中的燃烧热流与到直接喷射器中的燃料补充冷却流,所述燃烧热流基于气缸状况,所述燃料补充冷却流基于燃料流率和燃料轨温度;以及在直接喷射器的重新激活时,基于该比较调整直接喷射燃料脉冲宽度。另外地或任选地,在前述示例中,燃烧热流响应于在直接喷射器停用的时间段内经由进气道燃料喷射的气缸燃烧继续、发动机转速或负荷的增大、火花正时延迟的增加、气缸盖温度的增加和用仅进气道燃料喷射的气缸燃烧的时间段的增大中的一个或多个而增加,并且其中燃烧热流响应于在直接喷射器停用的时间段内的进气道燃料喷射停用和气缸气门停用以及无气缸燃烧的直接喷射器停用的时间段的增大中的一个或多个减少。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,燃料补充冷却流响应于燃料轨温度的减小和直到直接喷射器的燃料流率的增大中的一个或多个而增加。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,燃料补充冷却流响应于以下中的一个或多个增加:所述燃料轨温度的减小和到所述直接喷射器的燃料流率的增大。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,调整包括基于燃烧热流与燃料补充冷却流的比较并且进一步地基于直接喷射器尖端热质量,用校正因数更新在直接喷射器停用之前立即地估计的初始直接喷射器尖端温度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,调整还包括基于所更新的直接喷射器尖端温度估计燃料密度;以及基于相对于标称燃料密度的所估计的燃料密度调整初始直接喷射燃料脉冲宽度,所述初始直接喷射燃料脉冲宽度基于在直接喷射器的重新激活时的发动机工况。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,初始直接喷射燃料脉冲宽度进一步基于发动机爆震的指示,所述指示包括经由爆震传感器的爆震的检测或基于发动机工况的爆震的预期。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,调整包括随着燃烧热流超过燃料补充冷却流,增大初始直接喷射燃料脉冲宽度,以及随着燃料补充冷却流超过燃烧热流,减小初始直接喷射燃料脉冲宽度,所述初始直接喷射燃料脉冲宽度基于在直接喷射器的重新激活时的发动机工况。
用于发动机的另一种示例方法包括:在第一状况期间,响应于无燃烧停用的直接喷射器停用,在直接喷射器重新激活时增大直接喷射燃料脉冲宽度;以及在第二状况期间,响应于具有燃烧停用的直接喷射器停用,在直接喷射器重新激活时减小直接喷射燃料脉冲宽度。另外地或任选地,在前述示例中,在第一状况期间,随着发动机转速、发动机负荷、火花正时延迟、所估计的燃料轨温度和发动机加燃料的持续时间中的一个或多个增加,增大的速率升高,并且在第二状况期间,当气缸气门停用时所述减小处于第一速率并当气缸气门是活动时所述减小处于第二速率,所述第二速率高于第一速率。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,该方法还包括基于在直接喷射器停用之前的气缸状况估计与稳定状态燃料温度不同的稳定状态直接喷射器尖端温度;以及基于稳定状态直接喷射器尖端温度、稳定状态燃料温度和在直接喷射器停用之后的气缸状况估计瞬时的直接喷射器尖端温度,其中在第一状况期间,所述增大基于相对于瞬时的直接喷射器尖端温度的稳定状态直接喷射器尖端温度,并且在第二状况期间,所述减小基于相对于瞬时的直接喷射器尖端温度的稳定状态直接喷射器尖端温度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,该方法还包括在第一状况和第二状况中的每个期间,在直接喷射器重新激活时调整进气道喷射燃料脉冲宽度。
在进一步的表示中,发动机方法包括在喷射器停用的时间段内基于到直接喷射器的燃烧热流和燃料补充冷却流之和计算直接喷射器尖端温度,所述燃烧热流基于气缸状况,所述燃料补充冷却流基于燃料流率和燃料轨温度;以及在直接喷射器的重新激活时基于所计算的尖端温度调整直接喷射燃料脉冲宽度。另外地或任选地,在前述示例中,增大或减小的直接喷射燃料脉冲宽度是基于发动机转速、发动机负荷、爆震强度和标称燃料密度中的每个的标称燃料脉冲宽度。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,响应于进气门和排气门中的一个或多个在无发动机加燃料的持续时间期间保持活动以及无发动机加燃料的持续时间中的增加,减小速率升高。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,该方法包括基于包括气缸燃烧状况的气缸状况和气缸气门操作估计与燃料温度不同的直接喷射器尖端温度;以及响应于直接喷射器的停用或重新激活,基于所估计的直接喷射器尖端温度和燃料温度中的每个调整直接喷射燃料脉冲和进气道喷射燃料脉冲中的一个或多个。
在另一个进一步的表示中,发动机系统包括含有进气门和排气门的发动机气缸;用于将燃料直接地输送到发动机气缸中的直接燃料喷射器;用于将燃料输送到在发动机气缸的进气门的上游的进气道中的进气道燃料喷射器;提供燃料至直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的每个的燃料轨;联接到燃料轨的温度传感器;和控制器。控制器配置有计算机可读指令,所述计算机可读指令存储在非临时性存储器上用于:停用直接燃料喷射器;响应于在经由仅进气道喷射的发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,增大所命令的直接喷射燃料脉冲宽度;以及响应于在无发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,减小所命令的直接喷射燃料脉冲宽度。另外地或任选地,在前述示例中,随着发动机转速、发动机负荷、火花正时延迟、所估计的燃料轨温度和发动机加燃料的持续时间中的一个或多个增加,增大速率升高。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,响应于进气门和排气门中的一个或多个在无发动机加燃料的持续时间期间保持活动以及无发动机加燃料的持续时间中的增加,减小速率升高。另外地或任选地,在前述示例中的任何或全部示例中,控制器包括进一步指令用于:估计到停用的直接喷射器中的燃料流率;以及随着所估计的燃料流率增大,响应于在经由仅进气道喷射的发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,减小所述增大速率;以及响应于在无发动机加燃料的持续时间之后的直接喷射器重新激活,升高所述减小速率。
注意本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合实行。本文所述的具体例程可以表示任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略中的一个或多个。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序、并行地执行或在一些情况下省略。同样地,不必要求所述处理顺序来实现本文所述的示例实施例的特征和优点,但是为了便于说明和描述,提供所述处理顺序。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据正在使用的特定策略重复地执行。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码,其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件组件的系统中与电子控制器结合执行指令进行实行。
将理解的是,本文公开的配置和例程在本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应该以限制意义考虑,因为许多变化都是可能的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别地指出视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的并入,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过对本权利要求的修改或通过新权利要求在本申请或相关申请中的呈现加以保护。此类权利要求无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或不同也被视为包括在本公开的主题内。
Claims (11)
1.一种方法,所述方法包括:
在喷射器停用的时间段内,比较到直接喷射器中的燃烧热流与到直接喷射器中的燃料补充冷却流,所述燃烧热流基于气缸状况,所述燃料补充冷却流基于燃料流率和燃料轨温度;以及
在所述直接喷射器的重新激活时,基于所述比较调整直接喷射燃料脉冲宽度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃烧热流响应于以下中的一个或多个增加:在直接喷射器停用的所述时间段内经由进气道燃料喷射的气缸燃烧继续、发动机转速和负荷的增加、火花正时延迟的增加、气缸盖温度的增加和用仅进气道燃料喷射的气缸燃烧的时间段的增加,并且其中所述燃烧热流响应于以下中的一个或多个减少:在直接喷射器停用的所述时间段内的进气道燃料喷射停用和气缸气门停用和无气缸燃烧的直接喷射器停用的所述时间段的增加。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述燃料补充冷却流响应于以下中的一个或多个增加:所述燃料轨温度的减小和到所述直接喷射器的燃料流率的增大。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述调整包括基于所述燃烧热流与所述燃料补充冷却流的所述比较并且进一步基于直接喷射器尖端热质量,利用校正因数更新在直接喷射器停用之前立即估计的初始直接喷射器尖端温度。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述调整还包括:
基于所述更新的直接喷射器尖端温度,估计燃料密度;以及
基于相对于标称燃料密度的所述估计的燃料密度,调整初始直接喷射燃料脉冲宽度,所述初始直接喷射燃料脉冲宽度基于在所述直接喷射器的重新激活时的发动机工况。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述初始直接喷射燃料脉冲宽度进一步基于发动机爆震的指示,所述指示包括经由爆震传感器的爆震的检测或基于所述发动机工况的爆震的预期。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述调整包括随着所述燃烧热流超过所述燃料补充冷却流,增大初始直接喷射燃料脉冲宽度,以及随着所述燃料补充冷却流超过所述燃烧热流,减小所述初始直接喷射燃料脉冲宽度,所述初始直接喷射燃料脉冲宽度基于在所述直接喷射器的重新激活时的发动机工况。
8.一种用于发动机的方法,所述方法包括:
在第一状况期间,响应于无燃烧停用的直接喷射器停用,在直接喷射器重新激活时增大直接喷射燃料脉冲宽度;以及
在第二状况期间,响应于具有燃烧停用的直接喷射器停用,在所述直接喷射器重新激活时减小所述直接喷射燃料脉冲宽度。
9.根据权利要求8所述的方法,其中在所述第一状况期间,随着发动机转速、发动机负荷、火花正时延迟、估计的燃料轨温度和发动机加燃料的持续时间中的一个或多个增加,升高所述增大的速率,并且其中在所述第二状况期间,当气缸气门停用时所述减小处于第一速率,且当所述气缸气门是活动时所述减小处于第二速率,所述第二速率高于所述第一速率。
10.根据权利要求8所述的方法,还包括:
基于在直接喷射器停用之前的气缸状况,估计与稳定状态燃料温度不同的稳定状态直接喷射器尖端温度;以及
基于所述稳定状态直接喷射器尖端温度、所述稳定状态燃料温度和在直接喷射器停用之后的气缸状况,估计瞬时直接喷射器尖端温度,
其中在所述第一状况期间,所述增大基于相对于所述瞬时直接喷射器尖端温度的所述稳定状态直接喷射器尖端温度,并且在所述第二状况期间,所述减小基于相对于所述瞬时直接喷射器尖端温度的所述稳定状态直接喷射器尖端温度。
11.根据权利要求8所述的方法,还包括在所述第一状况和所述第二状况中的每个期间,在直接喷射器重新激活时,调整进气道喷射燃料脉冲宽度。
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