用於運行燃燒液化石油氣的發動機的系統和方法
2023-10-17 11:14:59
用於運行燃燒液化石油氣的發動機的系統和方法
【專利摘要】本發明描述了用於運行發動機的方法和系統，該發動機被供應具有低超臨界溫度的燃料。在一個示例中，該方法將過量的燃料供應到直接噴射燃料導軌以冷卻靠近直接燃料噴射器的燃料系統的一部分。熱量從直接噴射燃料導軌被吸取到燃料箱中，在該燃料箱中熱量通過向發動機噴射燃料蒸汽而被排出。
【專利說明】用於運行燃燒液化石油氣的發動機的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於改進用液化石油氣運行的內燃發動機的運行的系統。該方法特別可用於一定環境條件範圍內的發動機運行。
【背景技術】
[0002]主要包括丙烷的液化石油氣可以用作內燃發動機的燃料。具有大約96。〇的相對低的超臨界溫度01-11:1081。如果被升高到高於其臨界溫度的溫度，則它可以在氣態和液態之間以未知的密度提供給發動機。如果以低於其臨界溫度的溫度被提供給發動機，則它可以以液態形式被提供給發動機燃料噴射器。離開燃料噴射器的可以離開燃料噴射器並且閃蒸化匕也)成具有速度的氣態。以液態提供可能是希望的，因為液體燃料可以被直接供給汽缸，在汽缸中液體燃料蒸發並且冷卻汽缸空氣-燃料混合物，以使得發動機能夠容許附加的火花提前並且不易於發動機爆震。然而，發動機艙溫度可以達到高於的臨界溫度的水平。因此，可能存在在被噴射到發動機之前其狀態變為超臨界的情況。燃料的狀態從液態變化到超臨界狀態可能導致發動機空燃比誤差並且當向發動機噴射氣體燃料時增加發動機爆震的傾向。
【發明內容】
[0003]本文的發明人已經認識到上面提到的缺點並且已經研發出一種用於運行發動機的方法，該方法包括:響應於燃料系統的溫度低於閾值水平，以液相形式將液化石油氣(1^6)直接供給到發動機的汽缸中；並且響應於該燃料系統的溫度高於閾值水平，停止將
直接供給到汽缸中並且將供給到該汽缸的進氣埠中。
[0004]通過從燃料箱噴射燃料蒸汽，有可能提供冷卻提供給直接噴射燃料泵和燃料導軌的燃料的技術效果，以使得可能降低燃料轉換為超臨界或氣相的可能性。例如，如果從直接噴射燃料泵泵送的燃料開始接近燃料從液態變化為氣態的溫度，則直接噴射燃料導軌中的一部分燃料可以回流到燃料儲存箱，以排出來自直接噴射燃料導軌的熱。如果在燃料回流到燃料箱之前時直接噴射燃料導軌中的壓力在燃料被回流到燃料箱時被保持，則在熱從直接噴射燃料導軌排出時可以保持一致的燃料噴射。從燃料導軌排出並且返回到燃料箱的熱可以升高燃料箱的溫度，因而產生燃料蒸汽。通過從燃料箱向發動機噴射燃料蒸汽可以減少燃料箱中的熱。以這種方式，可以從燃料系統除去熱以使得燃料可以以液態形式留在直接燃料噴射器處。
[0005]本發明可以提供若干優點。特別地，該方法可以通過使燃料以已知狀態噴射來減少發動機空燃比誤差。此外，該方法可以從直接噴射燃料系統排出熱，從而使燃料以液態形式被噴射。還有，該方法還可以改進提供給發動機的增壓方式。
[0006]根據下列單獨或結合附圖的【具體實施方式】，將容易明白本發明的上述優點和其他優點以及特徵。
[0007]應當理解的是，提供上述概述是為了以簡單的形式介紹概念的選擇，其將在【具體實施方式】中進一步地描述。這並不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特徵，所要求保護的主題的範圍由【具體實施方式】之後的權利要求唯一地限定。而且，所要求保護的主題不限於解決上面指出的任何缺點或本發明的任何部分中的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]通過閱讀單獨或參考附圖的實施例的示例(本文中被稱為【具體實施方式】)，本文所描述的優點將被更全面地理解，在附圖中:
[0009]圖1是發動機的示意圖；
[0010]圖2是用於向發動機供給燃料的示例系統；
[0011]圖3是用於運行發動機的示例方法的流程圖；
[0012]圖4是根據圖3的方法的示例發動機運行順序。
【具體實施方式】
[0013]本說明書涉及改進燃燒的發動機的運行。該發動機可以包括在圖1所示的系統中。燃料可以通過圖2所示的燃料系統供給該發動機。根據圖3的方法，可以以液態或氣態形式供給發動機。圖3的方法可以提供如圖4所示的發動機運行。
[0014]參考圖1，包括多個汽缸的內燃發動機10(圖1不出其中一個汽缸)由電子發動機控制器12控制。發動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中汽缸壁32具有被定位在其中並被連接到曲軸40的活塞36。燃燒室30被示為通過相應的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。進氣門和排氣門中的每個均可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進氣凸輪51和排氣凸輪53的正時可以經由排氣凸輪相位器38和進氣凸輪相位器39相對於曲軸40移動。進氣凸輪51的位置可以由進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。
[0015]直接燃料噴射器67被示為被定位以將液體燃料直接噴射到汽缸30中，對於本領域的技術人員來說這被稱為進氣道噴射。燃料噴射器67傳送與來自控制器12的信號的脈衝寬度成比例的液體燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統(圖2)提供給燃料噴射器67。氣體燃料也可以經由進氣道燃料噴射器66被提供給汽缸30。此外，進氣歧管44被示為與可選的電子節氣門62連通，該節氣門62調節節流板64的位置以控制從進氣口 42到進氣歧管44的空氣流。
[0016]在將空氣供給進氣歧管之前，渦輪增壓器壓縮機162壓縮來自進氣口 42的空氣。渦輪增壓器壓縮機162通過被提供給渦輪164的發動機排氣能量來旋轉。軸161將渦輪增壓器壓縮機162機械地連接於渦輪164。廢氣門72可以被選擇地打開和關閉以控制壓縮機162的速度。當壓縮機162達到上限壓縮機速度時，廢氣門72允許排氣繞過渦輪164。
[0017]無分電器點火系統88響應於控制器12來通過火花塞92為燃燒室30提供點火火花。通用或寬域排氣氧(服⑶)傳感器126被示為在催化轉化器70的上遊連接到排氣歧管48。可替換地，雙態排氣氧傳感器可以代替服⑶傳感器126。
[0018]在一個示例中，轉化器70可以包括多個催化劑磚。在另一示例中，可以用每個均具有多塊催化劑磚的多個排放物控制裝置。在一個示例中，轉化器70可以是三元型催化劑。
[0019]在圖1中控制器12被示為傳統的微計算機，其包括:微處理器單元102、輸入/輸出埠 104、只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、保活存儲器(匕印11^6110和常規的數據總線。控制器12被示為接收來自連接於發動機10的傳感器的各種信號，除了上面提到的那些信號之外，還包括:來自連接到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發動機冷卻劑溫度(￡￠:1)；連接於加速器踏板130的位置傳感器134，其用於檢測由腳132施加的力；來自連接於進氣歧管44的壓力傳感器122的發動機歧管壓力(嫩?)的測量值；來自檢測曲軸40位置的霍爾效應傳感器118的發動機位置傳感器；來自傳感器120的進入發動機的空氣品質的測量值；以及來自傳感器58的節氣門位置的測量值。也可以檢測大氣壓力(傳感器未示出)以便由控制器12處理。在本說明書的優選方面，發動機位置傳感器118對於曲軸的每一轉產生預定數量的等間隔脈衝，根據該脈衝能夠確定發動機轉速(1--)。
[0020]在一些示例中，在混合動力車輛中，發動機可以被連接到電動馬達/蓄電池系統。該混合動力車輛可以具有並聯結構、串聯結構、或其變化或組合。而且，在一些示例中，可以採用其他的發動機結構，例如，V型或I型結構發動機。
[0021]在運行期間，發動機10內的每個汽缸通常進行四衝程循環:該循環包括進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程和排氣衝程。在進氣衝程期間，一般而言，排氣門54關閉而進氣門52打開。空氣經由進氣歧管44被引進到燃燒室30，並且活塞36運動到汽缸底部以便增大燃燒室30內的容積。活塞36接近汽缸底部並且在其衝程的末尾(例如，當燃燒室30處在其最大容積時)的位置通常被本領域的技術人員稱為下止點(80(:)0在壓縮衝程期間，進氣門52和排氣門54都關閉。活塞36朝著汽缸蓋移動以便壓縮燃燒室30內的空氣。活塞36處在其衝程的末尾並且最接近汽缸蓋(例如，當燃燒室30處在其最小容積時)的位置通常被本領域的技術人員稱為上止點(100。在其後被稱為噴射的過程中，燃料被引入到燃燒室中。在其後被稱為點火的過程中，噴射的燃料通過諸如火花塞92的已知點火裝置被點火，從而導致燃燒。在膨脹衝程期間，膨脹的氣體將活塞36推回到80(^曲軸40將活塞移動轉換成旋轉軸的旋轉扭矩。最後，在排氣衝程期間，排氣門54打開以將燃燒過的空氣-燃料混合物釋放到排氣歧管48並且活塞返回到XIX:。應當指出，上述僅被示為示例，並且進氣門和排氣門的打開和/或關閉正時可以變化，例如，提供正的或負的氣門重疊、延遲進氣門關閉或各種其他示例。
[0022]現在參考圖2，其示出示例燃料系統。裝置之間的電氣連接被示為虛線。裝置之間的流體連接被示為實線。
[0023]燃料系統200包括用於儲存的燃料箱224。儲存在燃料箱224中的燃料可以經由提升泵222被泵出燃料箱224。提升泵222的運行由控制器12控制。例如，控制器12可以增加到提升泵222的電流以增加提升泵輸出壓力。控制器12可以減小流向提升泵222的電流以減小提升泵輸出壓力。提升泵222經由燃料通道或導管260將供給直接噴射燃料泵212。
[0024]當燃料導軌207中的燃料的溫度低於閾值溫度時，直接噴射燃料泵212可以向燃料導軌207和直接燃料噴射器67提供液體燃料。通過向發動機提供液體燃料，可以提高發動機效率和性能，因為發動機可以允許較大的火花提前和較高的增壓壓力。在發動機汽缸內，液體燃料將其狀態改變成氣體燃料，因此冷卻汽缸中的空氣-燃料混合物。與以氣態形式噴射的相同燃料的火花正時相比，較低的汽缸充氣溫度允許火花被提前。回流閥251可以響應於由溫度傳感器238指示的燃料溫度來選擇性地被打開和關閉。傳感器238可以組合燃料導軌溫度和燃料導軌壓力兩者的測量值。打開回流閥251使燃料經由燃料通道270回流到燃料箱224。在一些示例中，燃料通道267或燃料導軌207中的在發動機旋轉停止並且發動機熱增加之後能夠汽化。因此可以打開回流閥251以吹掃來自液體燃料傳送路徑的氣體燃料。
[0025]在一些示例中，直接燃料噴射器67可以用進氣道噴射器代替以噴射液態形式的然而，如果直接燃料噴射器67用進氣道燃料噴射器代替，則發動機性能可能降低。
[0026]通過燃料箱224中的蒸發冷卻形成的氣體燃料可以經由燃料通道或導管265被提供給進氣道燃料噴射器66和進氣道燃料噴射導軌205。導管265可以包含壓力調節器291，以將燃料箱壓力減小到固定的或命令的水平。可以響應於由壓力傳感器245指示的氣體燃料壓力來調節由控制器12提供以操作進氣道燃料噴射器66的脈衝寬度。傳感器245可以組合燃料導軌壓力和燃料導軌溫度測量值。可替換地，氣體燃料可以通過蒸發器293供給，蒸發器通過導管260被供給燃料。止回閥295防止燃料蒸汽回流到燃料箱224。
[0027]控制器12操作回流閥251，以將過多的或汽化的回流到燃料箱224。控制器12也選擇性地操作直接燃料噴射器67和進氣道燃料噴射器66。此外，控制器12調節直接燃料噴射泵212的進口流量控制閥以控制直接噴射泵輸出壓力。
[0028]因此，圖1和2的系統提供一種發動機系統，該系統包括:包含汽缸的發動機；包含向汽缸提供氣體燃料的進氣道燃料噴射器和向汽缸提供液體燃料的直接燃料噴射器的燃料系統，該燃料系統還包括向直接燃料噴射器提供第一燃料的直接噴射燃料泵；以及控制器，該控制器包含儲存在非暫時性存儲器中以便響應於燃料系統的溫度來激活和停用進氣道燃料噴射器和直接燃料噴射器的可執行指令。
[0029]該發動機系統還包括其中燃料系統的溫度是直接噴射燃料導軌中的燃料的溫度。該發動機系統還包括其中燃料系統的溫度是燃料箱中的燃料的溫度。該發動機系統包括其中響應於燃料系統的溫度超過閾值溫度激活進氣道燃料噴射器。該發動機系統包括其中響應於燃料系統的溫度超過閾值溫度停用直接燃料噴射器。該發動機系統進一步包括渦輪增壓器和附加指令，以響應於激活直接燃料噴射器經由渦輪增壓器來增加增壓。該發動機系統還包括渦輪增壓器和附加指令，以響應於激活進氣道燃料噴射器經由渦輪增壓器來減少增壓。
[0030]現在參考圖3，其示出用於運行發動機的方法。圖3的方法可以被存儲為控制器12的非暫時性存儲器中的可執行指令。此外，圖3的方法可以提供圖4所示的運行順序。
[0031]在302中，方法300確定發動機工況。發動機工況可以包括但不限於:發動機轉速、發動機負荷、發動機扭矩、發動機冷卻劑溫度、發動機汽缸蓋溫度、燃料壓力和環境溫度。在確定發動機工況之後方法300繼續進行到304。
[0032]在304中，方法300判斷直接燃料噴射器處的燃料的溫度(測量的或推知的)是否高於第一閾值溫度。在一個示例中，第一閾值溫度可以是燃料的臨界溫度。在另一示例中，第一閾值溫度可以是比燃料的臨界溫度低預定溫度(例如比的臨界溫度(961)低1000 )的溫度。如果方法300判斷直接燃料噴射器處的燃料溫度高於￠.1.)第一閾值溫度，則回答是「是」，並且方法進行到306。否則回答是「否」並且方法300繼續進行到308。
[0033]在306中，方法300將直接噴射器處的燃料回流到燃料箱。在一個示例中，燃料回流閥打開並且燃料回流到燃料箱中。例如，圖2的閥251可以至少部分地打開，以將傳送到直接噴射燃料導軌207的一部分燃料回流到燃料箱224。在燃料回流到燃料箱之後，方法300繼續進行到308。操作306可以在開始將液體噴射到已暖機的發動機之前完成。可以用提供吹掃燃料流的提升泵進行燃料導軌吹掃。在發動機啟動之前，直接噴射燃料泵可以不提供用於吹掃的必備流。因此燃料可以通過將燃料提供給直接噴射燃料泵的提升泵來吹掃。
[0034]在308中，方法300判斷直接燃料噴射器處的溫度是否大於第二閾值溫度。在一個示例中，第二閾值溫度可以大於在306中所提到的第一閾值溫度。例如，第二閾值溫度可以是被傳送到直接燃料噴射器的燃料的臨界溫度。如果方法300判斷直接燃料噴射器處的溫度高於(￠.1.)第二閾值溫度，則回答是「是」，並且方法300繼續進行到310。否則回答是「否」並且方法繼續進行到330。
[0035]應當指出，可以以燃料系統中的其他溫度代替直接噴射器燃料導軌處的燃料溫度。例如，在直接噴射燃料泵進口或燃料箱中的燃料溫度可以代替或有條件地被要求高於閾值溫度，以提供「是」的回答並且根據「是」回答繼續進行。
[0036]在310中，方法300通過進氣道噴射器將氣體燃料噴射到發動機。該氣體燃料是在燃料箱中被汽化的燃料或從直接噴射燃料導軌回流到燃料箱的汽化燃料。可以響應於包括發動機轉速、發動機扭矩要求以及進氣道燃料噴射器導軌壓力(例如，燃料壓力)的工況來調節進氣道噴射器的脈衝寬度。當離開直接噴射燃料泵的燃料的相或狀態可以是氣體或不確定時，汽化的可以被用來運行發動機。在開始將氣體燃料噴射到發動機之後，方法300繼續進行到312。可替換地，如果燃料箱壓力不足以提供氣體噴射壓力的設計水平，貝0氣體燃料可以通過燃料蒸發器供應到氣體噴射器。
[0037]在312中，如果燃料被直接噴射到發動機汽缸，則方法300停止向發動機汽缸噴射燃料。通過關閉直接噴射器可以停止直接燃料噴射。此外，可以通過調節直接噴射燃料泵進口控制閥的運行將通過直接噴射燃料泵的燃料的流率減少到接近零。減少通過直接噴射燃料泵泵送的燃料的量可以幫助進一步降低燃料泵處的燃料溫度。可替換地，直接噴射燃料泵可以保持泵送，同時回流閥被打開以通過傳導性冷卻來冷卻直接噴射燃料導軌。在對發動機的直接燃料噴射被停止之後方法300進行到314。
[0038]在314中，方法300基於被噴射到發動機的汽化來減少發動機增壓(例如，提供給發動機進氣歧管的或節氣門和壓縮機之間區域的空氣壓力)。與當發動機以液體運行時提供給發動機的增壓相比，發動機的增壓極限被降低。同時當液相被噴射時，氣相可以不冷卻汽缸充氣混合物。因此發動機增壓可以被降低以減少發動機爆震的可能性。在一個示例中，增壓可以通過打開渦輪增壓器廢氣門來降低。在調節發動機增壓之後，方法300繼續進行到316。
[0039]在316中，方法300基於液相或氣相的噴射來調節發動機運行。如果液相被噴射到發動機，則與如果發動機在類似的條件下用氣相來運行的火花正時相比，火花正時被提前。此外，可以根據液相還是氣相被噴射到發動機來施加凸輪正時調節、閥升程調節和其他調節。在發動機致動器被調節以補償噴射的燃料的相之後，方法300繼續進行到退出。
[0040]在330中，方法300開始通過直接噴射器將液體燃料直接噴射到發動機。所噴射的燃料的量隨著發動機需求扭矩和發動機轉速的變化而變化。液體燃料從提供氣體燃料的同一燃料箱提供。在通過直接噴射器開始將液體燃料噴射到發動機之後，方法300繼續進行到332。
[0041]在332中，方法300增加提供給發動機的增壓。增加發動機增壓量以增加發動機性能。由於噴射液體可以使發動機在不遭遇發動機爆震的情況下以較高的發動機轉速和扭矩需求來運行，因此發動機的增壓壓力極限被增加。增壓壓力可以通過關閉渦輪增壓器廢氣門來增加。在增加發動機增壓極限之後方法300繼續進行到334。
[0042]在334中，方法300判斷進氣道燃料噴射器燃料導軌處的溫度是否大於閾值溫度或者燃料箱處的溫度是否高於閾值溫度。此外，方法300可以判斷進氣歧管壓力是否小於進氣道噴射燃料導軌處的壓力。如果進氣道燃料噴射器導軌或燃料箱處的溫度大於閾值溫度，和/或如果進氣歧管中的壓力小於進氣道噴射燃料導軌處的壓力，則回答是「是」，並且方法300繼續進行到338，否則回答是「否」並且方法繼續進行到336。
[0043]在336中，方法300停止或防止通過進氣道燃料噴射器向發動機噴射燃料。可以通過關閉進氣道燃料噴射器來停止通過進氣道燃料噴射器的燃料流。在已經關閉進氣道噴射器之後，方法300繼續進行到320。
[0044]在338中，方法300通過進氣道燃料噴射器提供被傳送到發動機的一部分燃料。在一個示例中，進氣道燃料噴射器在較低的發動機負荷下運行，使得當進氣歧管的壓力在較低的水平時燃料可以被吸入到進氣歧管中。進氣道噴射的氣體燃料可以通過燃料箱或蒸發器得到。因此，發動機可以同時被供應氣體和液體燃料(例如，氣體和液體。在進氣道燃料噴射器被選擇性地運行之後，方法300繼續進行到320。
[0045]以這種方式，氣體燃料和液體燃料可以來源於單一的燃料箱以提供改進的發動機運行。此外，液體和氣體燃料可以被供應給不同的噴射器，這些不同的噴射器在更加適合於被提供給發動機的燃料的狀態的位置處向發動機提供燃料。例如，氣體燃料被提供給進氣道燃料噴射器，而液體燃料被提供給直接噴射器。
[0046]因此，圖3的方法300被提供用於運行發動機，該方法包括:響應於燃料系統的溫度低於閾值水平將液相的液化石油氣直接供應給發動機的汽缸；以及響應於燃料系統的溫度高於閾值水平，停止將直接供應給汽缸並且將供應到該汽缸的進氣埠中。該方法包括其中燃料系統的溫度是直接噴射器燃料導軌處的燃料溫度。該方法包括其中被供應給進氣埠的以氣相被供應。
[0047]在一些示例中，該方法還包括響應於提供給進氣埠的的壓力來調節進氣道燃料噴射器的打開時間。該方法還包括當將液相的直接供應到汽缸中時增加發動機的增壓極限。該方法還包括當將提供到汽缸的進氣道時降低發動機的增壓極限。該方法包括其中燃料系統的溫度是燃料箱中的燃料的溫度。
[0048]圖3的方法還提供用於運行發動機，該方法包括:響應於燃料導軌中的溫度低於閾值溫度，經由燃料導軌將液相的液化石油氣(1^6)直接供應到發動機的汽缸中，而不吹掃到燃料箱；並且響應於燃料導軌中的高於閾值溫度，將從燃料導軌吹掃到燃料箱中；以及響應於燃料系統中的溫度，激活進氣道燃料噴射器並且經由該進氣道燃料噴射器將氣相的吹掃的的至少一部分噴射到發動機。
[0049]圖3的方法還包括其中燃料系統中的溫度是燃料導軌中的的溫度。該方法還包括其中燃料系統中的溫度是燃料箱中的燃料溫度。該方法進一步包括響應於激活進氣道燃料噴射器而停止將液相的直接供應到汽缸中。該方法進一步包括在進氣道燃料噴射器被激活時繼續將液相的直接供應到汽缸中。該方法進一步包括響應於將液相的直接供應到汽缸中而增加發動機的增壓極限。
[0050]現在參考圖4，其示出示例發動機運行順序。圖4的示例發動機運行順序可以通過圖1和2所示的系統執行圖3的方法來提供。豎直標記10-16表示在運行順序期間感興趣的時間。
[0051]從圖4的頂部起的第一圖表示直接燃料噴射器處的燃料的溫度與時間。X軸表示時間並且時間從圖的左側向圖的右側增加。V軸表示直接燃料噴射器處的燃料的溫度並且直接燃料噴射器處的燃料溫度在X軸的箭頭方向上增加。水平線402表示閾值直接噴射燃料溫度(例如，的超臨界溫度和第一閾值溫度水平線404表示另一閾值直接噴射燃料溫度(例如，低於的超臨界溫度的溫度和第四閾值溫度)。
[0052]從圖4的頂部起的第二圖表示直接噴射狀態與時間。X軸表示時間並且時間從圖的左側向圖的右側增加。V軸表示直接噴射狀態並且當直接噴射狀態跡線處在較高水平時直接噴射狀態是打開的(例如，直接噴射燃料當直接噴射狀態跡線處在較低水平時直接噴射狀態是關閉的(例如，不直接噴射燃料)。
[0053]從圖4的頂部起的第三圖表示進氣道噴射狀態與時間。X軸表示時間並且時間從圖的左側向圖的右側增加。V軸表示進氣道噴射狀態並且當進氣道噴射狀態跡線處在較高水平時進氣道噴射狀態是打開的(例如，進氣道噴射燃料當進氣道噴射狀態跡線處在較低水平時進氣道噴射狀態是關閉的(例如，不直接噴射燃料)。
[0054]從圖4的頂部起的第四圖表示直接噴射回流閥狀態與時間。X軸表示時間並且時間從圖的左側向圖的右側增加。X軸表示直接噴射回流閥的運行狀態，該直接噴射回流閥響應於直接噴射器燃料導軌溫度將燃料從直接噴射燃料導軌引導到油箱。當直接噴射燃料回流閥跡線處在較高水平時，直接噴射回流閥打開。當直接噴射燃料回流閥跡線處在較低水平時，直接噴射回流閥被關停。
[0055]從圖4的頂部起的第五圖表示發動機狀態與時間。X軸表示時間並且時間從圖的左側向圖的右側增加。V軸表示發動機狀態並且當發動機狀態跡線處在較高水平時發動機狀態是打開的。當發動機狀態跡線處在較低水平時發動機狀態是關閉的。
[0056]在10時刻，正如由處在較高水平的發動機狀態所指示的，發動機正在運行並且燃燒空氣-燃料混合物。在直接燃料噴射器處的燃料溫度處在低於閾值402-404的溫度。正如由較高水平跡線所示，由於直接噴射狀態是打開的，因此液態被直接噴射到發動機。正如由較低水平跡線所示，由於進氣道噴射狀態是關閉的，因此不向發動機進氣道噴射氣態挪。
[0057]在II時刻，發動機運行狀態轉變到較低水平，從而表示發動機旋轉停止。發動機可以響應於駕駛員要求而停止或發動機可以自動停止。直接噴射狀態也轉變為較低水平，從而表示在發動機停止時不直接噴射燃料。進氣道燃料噴射也保持停止並且蒸發器燃料供給閥狀態保持關閉。直接燃料噴射器處的溫度低於溫度閾值402-408。
[0058]在II時刻和12時刻之間，直接燃料噴射器處的燃料溫度響應於在發動機停止期間剩餘在發動機內的熱而增加。直接燃料噴射器處的燃料溫度增加到閾值溫度402和404之上。發動機狀態、進氣道噴射狀態、直接噴射狀態和直接噴射燃料回流閥狀態保持不變。
[0059]在12時刻，發動機狀態轉變到較高水平，從而表示發動機響應於駕駛員要求(未示出)而被啟動。進氣道噴射狀態也從較底水平轉變到較高水平，從而表示進氣道燃料噴射被激活。直接燃料噴射狀態保持在較低水平，從而表示直接燃料噴射被停用。直接燃料噴射器處的燃料溫度保持在溫度閾值402和404之上。直接噴射回流閥也被打開以使直接噴射燃料泵將燃料和蒸汽回流到燃料箱。此外，可以調節(例如，增加)直接噴射燃料泵的輸出，以促進直接噴射燃料泵和直接噴射燃料導軌的冷卻。
[0060]正如可以觀察到的，在熱發動機滲透期間(例如，發動機停止而發動機是暖的)，發動機熱可以將直接燃料噴射器處的溫度增加到的狀態從液體變成蒸汽的溫度。當發動機被重新啟動並且直接燃料噴射器處的溫度高於閾值402時，汽化的燃料被回流到燃料箱並且被噴射到汽缸進氣道。
[0061]在13時刻，直接噴射器處的燃料溫度下降到低於402處的溫度。直接燃料噴射器響應於直接燃料噴射器處的燃料溫度低於溫度402而被激活。此外，當直接噴射燃料泵被激活時直接噴射燃料回流閥被關閉。因此，進氣道燃料噴射器和直接燃料噴射器兩者都被激活。
[0062]在12時刻和14時刻之間，燃料蒸汽從燃料箱流到發動機。從燃料箱中吸取的燃料蒸汽排出來自燃料箱的熱。如圖所示，吸取來自燃料箱的燃料蒸汽降低直接噴射器燃料導軌處的燃料溫度。
[0063]在14時刻，直接燃料噴射器處的燃料溫度已經降低至低於閾值402和404。響應於直接燃料噴射器處的溫度低於閾值404，直接噴射器保持激活並且進氣道噴射器被停用。發動機保持運行。以這種方式，發動機可以從噴射氣相切換到噴射液相1？匕
[0064]在14時刻和15時刻之間，直接燃料噴射器處的燃料溫度降低並且隨後開始增加。直接噴射狀態、進氣道噴射狀態、直接噴射回流閥狀態和發動機狀態保持不變。在發動機以較高的負荷運行不久之後以低負荷運行之後，直接噴射器處的燃料溫度可以增加。
[0065]在15時刻，直接噴射器處的燃料溫度已經增加到水平404之上。而且，直接噴射燃料泵溫度正在接近但是尚未達到水平402。響應於直接燃料噴射器處的燃料溫度增加到高於404的水平，直接噴射燃料回流閥保持關閉並且進氣道燃料噴射器被激活，以從燃料箱吸取氣體燃料蒸汽。直接噴射狀態和發動機狀態保持在相同的水平。
[0066]在16時刻，直接噴射器處的燃料溫度已經被冷卻到於水平404之下。因此，進氣道燃料噴射器被停用並關閉以允許更大部分的液體燃料的噴射，這在不產生發動機爆震的情況下允許附加的火花提前。直接噴射狀態和發動機狀態保持在相同的水平。
[0067]因此，在不激活進氣道燃料噴射器的情況下，當直接噴射器處的燃料溫度高於閾值水平時，燃料可以被回流到燃料箱。而且，進氣道燃料噴射器可以被激活以在直接噴射器被激活時使發動機消耗氣相併且減少燃料儲存箱中的熱能。
[0068]正如本領域的一個普通技術人員將會明白的，圖3所示的程序可以表示諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等任何數目處理策略中的一個或多個。因此，所示的各種步驟或功能可以以所示的順序進行，同時進行，或在一些情況下可以省略。同樣，處理的次序不是實現本文所述的目標、特徵以及優勢所必須要求的，而是為了容易示出和描述而提供。雖然沒有明確說明，但是本領域的一個普通技術人員將會認識到，根據所用的特定策略，所示的步驟或功能中的一個或多個可以被重複地執行。
[0069]從該說明書可以得出結論。本領域的技術人員通過閱讀該說明書在不脫離本發明的範圍的情況下將會想到許多改變和修改。例如，以天然氣、汽油、柴油或可選的燃料結構運行的13、14、15^6^8, 乂10和乂12發動機可以利用本發明而受益。
【權利要求】
1.一種用於運行發動機的方法，包括: 響應於燃料系統的溫度低於閾值水平，將液相的液化石油氣即LPG直接供應到發動機的汽缸中；以及 響應於所述燃料系統的溫度高於所述閾值水平，停止將LPG直接供應到所述汽缸中並且將LPG供應到所述汽缸的進氣埠中。
2.根據權利要求1所述方法，其中所述燃料系統的溫度是直接噴射器燃料導軌處的燃料溫度，並且其中只有當所述溫度低於所述閾值時通過直接噴射供應所述LPG。
3.根據權利要求1所述方法，其中被供應到所述進氣埠的所述LPG以氣相提供。
4.根據權利要求3所述方法，其進一步包括響應於供應到所述進氣埠的所述LPG的壓力來調節進氣道燃料噴射器的打開時間。
5.根據權利要求1所述方法，其進一步包括當將液相的LPG直接供應到所述汽缸中時增加所述發動機的增壓極限。
6.根據權利要求5所述方法，其進一步包括當將LPG供應到所述汽缸的所述進氣埠中時降低所述發動機的所述增壓極限。
7.根據權利要求1所述方法，其中所述燃料系統的溫度是燃料箱中的燃料的溫度。
8.一種用於運行發動機的方法，包括: 響應於燃料導軌中的液化石油氣溫度即LPG溫度低於閾值溫度，在不將LPG吹掃到燃料箱的情況下通過所述燃料導軌將液相的LPG直接供應到發動機的汽缸中；和 響應於所述燃料導軌中的所述LPG高於所述閾值溫度而將所述LPG從所述燃料導軌吹掃到所述燃料箱；以及 響應於燃料系統的溫度而激活進氣道燃料噴射器並且通過所述進氣道燃料噴射器將氣相的經吹掃的LPG的至少一部分噴射到所述發動機。
9.根據權利要求8所述方法，其中所述燃料系統中的溫度是所述燃料導軌中的所述LPG溫度。
10.根據權利要求8所述方法，其中所述燃料系統中的溫度是燃料箱中的燃料溫度。
11.根據權利要求8所述方法，其進一步包括響應於激活所述進氣道燃料噴射器而停止將液相的LPG直接供應到所述汽缸中。
12.根據權利要求8所述方法，其進一步包括在所述進氣道燃料噴射器被激活時繼續將液相的LPG直接供應到所述汽缸中。
13.根據權利要求8所述方法，其進一步包括響應於將液相的LPG直接供應到所述汽缸中而增加所述發動機的增壓極限。
14.一種發動機系統,該系統包括: 包含有汽缸的發動機； 燃料系統，所述燃料系統包含向所述汽缸供應氣體燃料的進氣道燃料噴射器和向所述汽缸供應液體燃料的直接燃料噴射器，所述燃料系統還包括向所述直接燃料噴射器供應第一燃料的直接噴射燃料泵；和 控制器，所述控制器包含儲存在非暫時性存儲器中以便響應於所述燃料系統的溫度而激活和停用所述進氣道燃料噴射器和所述直接燃料噴射器的可執行指令。
15.根據權利要求14所述的發動機系統，其中所述燃料系統的溫度是直接噴射燃料導軌中的燃料的溫度。
16.根據權利要求14所述的發動機系統，其中所述燃料系統的溫度是燃料箱中的燃料的溫度。
17.根據權利要求14所述的發動機系統，其中響應於所述燃料系統的溫度超過閾值溫度而激活所述進氣道燃料噴射器。
18.根據權利要求14所述的發動機系統，其中響應於所述燃料系統的溫度超過所述閾值溫度而停用所述直接燃料噴射器。
19.根據權利要求14所述的發動機系統，其進一步包括渦輪增壓器和附加指令，從而響應於激活所述直接燃料噴射器而通過所述渦輪增壓器來增加增壓。
20.根據權利要求14所述的發動機系統，其進一步包括渦輪增壓器和附加指令，從而響應於激活所述進氣道燃料噴射器而通過所述渦輪增壓器來降低增壓。
【文檔編號】F02D41/30GK104421027SQ201410399796
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月14日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】R·D·皮爾西弗 申請人:福特環球技術公司