控制燃料噴射的方法和系統的製作方法
2023-05-21 05:44:26 2
專利名稱：控制燃料噴射的方法和系統的製作方法
技術領域：
本申請涉及控制內燃發動機中燃料的噴射正時和脈衝寬度的方法和系統。
背景技術：
可使用其中將燃料直接傳送至發動機的燃燒室的燃料直接噴射，以將燃料傳送至發動機。燃料噴射器可從被高壓燃料泵加壓的導軌接收高壓燃料。直接噴射使得取決於工況傳送到汽缸中的燃料正時具有靈活性。本文的發明人已認識到，在熱發動機再啟動期間，由於燃料導軌中來自高溫燃料的高壓，以及噴射器的最小開啟時間，可能向發動機傳送比所需更高的燃料流量。由於傳送至發動機的更高燃料量，所以可能不能將空氣-燃料比保持在期望水平。結果，由於發動機的排放物可能增加，所以有效排放物控制可能降低。
發明內容
因而，在一個示例中，上述問題可能至少部分由一種發動機方法解決。一種示例方法包括，在熱發動機再啟動期間，調整進入發動機汽缸的燃料噴射正時，以便對於全部持續時間，燃料噴射器都開啟，汽缸壓力大於閾值汽缸壓力。通過該方式，可利用活塞壓縮衝程產生的壓縮，以抵消噴射器的最小開啟時間的影響。在一個示例中，閾值汽缸壓力可能隨著燃料導軌壓力的提高而提高。因此，與未基於汽缸壓力明顯改進噴射正時的冷啟動狀況或者熱再啟動狀況相比，燃料噴射開啟和閉合正時可延遲。通過將汽缸噴射延遲至當汽缸壓力更高時的狀況，對於給定燃料導軌壓力，更高汽缸壓力就提高了實現期望噴射燃料量所需的燃料脈衝寬度。通過該方式，例如響應於排放控制的空氣-燃料比需要，可更易於改進燃料脈衝寬度。在另一示例中，發動機方法包括，在熱發動機再啟動期間，僅當汽缸壓力高於閾值汽缸壓力時，才通過噴射器開啟將燃料直接噴射到汽缸中，響應燃料導軌壓力調整閾值汽缸壓力；以及在冷發動機啟動期間，至少在汽缸壓力低於閾值汽缸壓力時，通過噴射器開啟直接將燃料噴射到汽缸中。在另一示例中，閾值汽缸壓力響應燃料導軌壓力的升高而升高。在另一示例中，該方法還包括，在熱發動機再啟動期間，基於汽缸壓力和燃料導軌壓力調整噴射脈衝寬度。在另一示例中，在熱發動機再啟動期間，延遲燃料噴射的開啟和閉合正時。在另一示例中，在冷發動機啟動期間，燃料噴射正時基於環境溫度和環境壓力。
在另一示例中，本方法還包括基於多變狀態方程估計汽缸壓力。在另一示例中，本方法還包括基於預定值的查找表估計汽缸壓力。在另一示例中，一種發動機系統包括:燃料系統，其具有被流體耦合在燃料導軌和發動機的汽缸之間並且經構造以直接將燃料噴射到汽缸中的直接噴射器；以及控制器，其與直接噴射器連通，並且經構造以識別燃料導軌壓力和汽缸的汽缸壓力，並且以控制直接噴射器，從而在熱發動機再啟動期間僅當汽缸壓力大於閾值汽缸壓力時才將燃料噴射到汽缸中，閾值汽缸壓力響應燃料導軌壓力調整。在另一示例中，一種控制器經構造，以基於多變狀態方程識別汽缸壓力。在另一示例中，控制器還經構造，以在冷發動機啟動期間，當汽缸壓力小於閾值汽缸壓力時將至少一些燃料噴射到汽缸。在另一示例中，控制器進一步經構造，以響應汽缸壓力和燃料導軌壓力調整噴射脈衝寬度。在另一示例中，控制器進一步經構造，以在熱發動機啟動期間響應閾值汽缸壓力延遲噴射器的開啟和閉合正時。應理解，提供上文發明內容，以通過簡化形式介紹在具體實施方式
中進一步描述的概念選擇。無意確定所要求主旨的關鍵或必要特徵，其範圍由權利要求唯一限定。此外，所要求的主旨不限於解決上述或本公開任何部分中的任何缺點的實施方式。
圖1示出發動機的示意圖。圖2示出被耦合至燃料系統的發動機的汽缸的示意圖。圖3不出關於汽缸壓力和活塞位置的燃料噴射的正時圖。圖4示出用於在冷發動機啟動期間控制向發動機的燃料噴射的程序的流程圖。圖5示出用於在熱發動機再啟動期間控制向發動機的燃料噴射的程序的流程圖。圖6示出用於在熱發動機再啟動期間控制向發動機的燃料噴射的程序的流程圖。圖7示出關於發動機速度和燃料脈衝寬度的燃料噴射正時的正時圖。
具體實施例方式以下說明涉及控制向發動機燃料噴射的方法和系統的各種實施例。在一種運行發動機的示例方法中，在熱發動機再啟動期間，調整發動機汽缸的燃料噴射正時，以便對於全部持續時間，燃料噴射器都開啟，汽缸壓力大於閾值汽缸壓力。在該示例中，燃料噴射器的開啟和閉合正時每個都可延遲，以便當汽缸壓力更大時，在稍後時間噴射燃料。例如，閾值汽缸壓力可響應燃料導軌壓力調整，以便閾值汽缸壓力隨著更高燃料導軌壓力而升高。當汽缸壓力和燃料導軌壓力之間的差異更小時，當燃料以更高汽缸壓力噴射時，到汽缸的燃料流速降低，並且燃料噴射器必須保持開啟更長，以向汽缸傳送期望的燃料量。因此，在熱發動機再啟動期間，存在向汽缸傳送比所需燃料量更多燃料的較小機會，並且可保持期望空氣-燃料比。熱發動機再啟動可包括發動機在上一發動機運行後不久從靜止啟動，以便發動機溫度升高到閾值之上，並且相對於環境溫度升高。相反，冷發動機啟動包括發動機從靜止啟動，其中發動機已冷卻至環境溫度，例如低於閾值溫度。也可使用各種替換方法，以識別冷發動機啟動或熱再啟動，諸如發動機冷卻劑溫度、發動機汽缸體溫度和各種其他因素。圖1示出多汽缸發動機10的一個汽缸的示例實施例的示意圖，其可包括在機動車輛的推進系統中。發動機10至少部分由包括控制器12的控制系統和通過來自車輛操作者132經輸入裝置130的輸入控制。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用於產生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的燃燒室(即汽缸)30包括具有在其中定位的活塞36的燃燒室壁32。如圖所示，活塞36被耦合至曲軸40，以便活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動。曲軸40可被通過中間傳動系統耦合至車輛的至少一個驅動輪。此外，起動器馬達可被通過飛輪耦合至曲軸40，以便能夠開始發動機10的運行。如圖1的示例中所示，燃燒室30通過進氣通道42從進氣歧管44接收進氣空氣，並且通過排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣歧管48能夠選擇性地通過各自進氣門52和排氣門54與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或更多進氣門和/或兩個或更多排氣門。在該示例中，進氣門52和排氣門54被分別通過各自的凸輪致動系統51和53的凸輪致動控制。凸輪致動系統51和53每個都可包括一個或更多凸輪並且可利用可由控制器12操作以改變氣門運行的下列一個或更多系統，即凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(CVT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統。分別通過位置傳感器55和57確定進氣門52和排氣門54的位置。在可替換實施例中，進氣門52和/或排氣門54可由電動氣門致動控制。例如，汽缸30可替換地包括:進氣門，其通過電動氣門致動控制；以及，排氣門，其通過包括CPS和/或VCT系統的凸輪致動控制。此外，示出燃料噴射器66被直接耦合至燃燒室30，用於在其中與通過電子驅動器68與從控制器12接收的信號FPW的脈衝寬度成比例地直接噴射燃料。通過該方式，燃料噴射器66向燃燒室30提供所謂的直接燃料噴射。例如，燃料噴射器可能安裝在燃燒室的側壁或者燃燒室的頂部中(如圖1中所示)。如下文參考圖2更詳細所述，可通過包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統70將燃料傳送至燃料噴射器66。在一些實施例中，在向燃燒室30的上遊的進氣道提供所謂的燃料進氣道噴射的構造中，燃燒室30可替換地或另外包括布置在進氣歧管44中的燃料噴射器。如圖1中所示，進氣通道42包括具有節流板64的節氣門62。在該具體示例中，節流板64的位置可通過控制器12，經提供給節氣門62包括的電動馬達或致動器的信號變換，通常將該構造稱為電子節氣門控制(ETC)。通過該方式，節氣門62可經操作，以改變提供給燃燒室30以及其他發動機汽缸的進氣。例如，將節流板64的位置通過節氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42還包括用於向控制器12提供各自信號MAF和MAP的質量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122。在一些實施例中，可有或無點火火花地，以壓縮點火模式運行發動機10的燃燒室30或一個或更多其它燃燒室。在其它示例中，發動機10可另外或可替換地包括點火系統，其在選擇操作模式下，響應從控制器12接收的火花提前信號，通過火花塞向燃燒室30提供點火火花。示出排氣傳感器126被耦合至排放控制裝置70上遊的排氣通道48。傳感器126可能為任何提供排氣空氣/燃料比的指示的適當的傳感器，諸如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬域排氣氧)、雙態氧傳感器或EGO、HEGO (加熱的EGO)、N0X、HC或CO傳感器。示出排放物控制裝置70被沿排氣傳感器126下遊的排氣通道48布置。裝置70可能為三元催化劑(TWC)、N0x捕集器、各種其他的排放控制裝置或其組合。在一些實施例中，在發動機10運行期間，可通過在特定空氣/燃料比內運行發動機的至少一個汽缸周期性地恢復排放控制裝置70。
圖1中示出控制器12為微型計算機，其包括微處理器單元102、輸入/輸出埠 104、用於可執行程序和校準值的電子存儲媒體(在該特殊示例中示出為只讀存儲晶片106)、隨機存取存儲器108、不失效存儲器110和數據總線。除了上述那些信號以外，控制器12還可從被耦合至發動機10的傳感器接收各種信號，包括:來自質量空氣流量傳感器120的感應質量空氣流量(MAF)的測量值；來自被耦合至冷卻套管114的溫度傳感器112的發動機冷卻劑溫度(ECT);來自被耦合至曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP);以及來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。可從信號PIP由控制器12產生發動機速度信號RPM。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用於提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可使用上述傳感器的各種組合，諸如無MAP傳感器的MAF傳感器，反之亦然。例如，在按化學計量運行期間，MAP傳感器可給出發動機扭矩的指示。此外，該傳感器與探測的發動機速度一起能夠提供導入汽缸的充氣(包括空氣)的估計。在一個示例中，也可用作發動機速度傳感器的傳感器18可在曲軸的每次旋轉都產生預定數目的等距脈衝。能夠以計算機可讀數據對存儲媒體只讀存儲器106編程，該數據代表處理器102可執行的指令，用於執行下文所述的方法以及預期但是未特別列出的其他變體。如上所述，圖1僅示出多汽缸發動機的一個汽缸；應理解，每個汽缸都可類似地包括其自身一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等等。圖2示出汽缸的另一示例實施例，諸如上文參考圖1所述的發動機10的燃燒室30。如圖2中所示，燃燒室30被流體耦合至燃料系統70。圖1和圖2包括相同部分，並且因此以相同的標識號標出，並且可能不再詳細描述一些部分。如圖2中所示，燃料系統70包括燃料箱72、燃料泵72和燃料導軌76。燃料箱72保持用於供應給燃燒室30的用於燃燒的合適的燃料。作為示例，燃料箱72可保持柴油燃料。在其他示例中，燃料箱72可保持汽油或含混合燃料的醇，諸如E85 (約85%的乙醇和15%的汽油)或M85 (約85%的甲醇和15%的汽油)。泵72可為高壓泵，其向燃料導軌76供應高壓燃料。燃料導軌76例如可為高壓積聚器，其儲存處於高壓的燃料，直到將其傳送至燃燒室30。燃料系統70還包括與控制器12連通的壓力傳感器78，並且其經構造以向控制器12發送指示燃料導軌壓力的信號。壓力傳感器78可為測量壓力的任何適當的傳感器。在一些示例中，可在燃料導軌中的多個位置布置超過一個壓力傳感器。作為一個示例，每個燃料噴射器都可具有相應的壓力傳感器。如圖2中所示，燃料被通過燃料噴射器66直接從燃料導軌74噴射到燃燒室30的頂部部分。在圖2中所示的示例中，燃料噴射器66由控制器12致動。例如，燃料噴射器可由控制器12所控制的電磁閥操作。圖3不出各種狀況期間相對於汽缸壓力和活塞位置的燃料噴射的一系列正時圖。圖4-6示出用於在圖3中所示的各種狀況期間，將燃料噴射到發動機的汽缸，諸如上文關於圖1和圖2所述的發動機10的燃燒室30中的控制程序的流程圖。例如，圖4示出在冷啟動狀況下確定燃料噴射正時和脈衝寬度的程序，圖5示出在熱發動機再啟動狀況下確定燃料噴射正時和脈衝寬度的程序，以及圖6示出熱發動機再啟動狀況下，基於汽缸壓力確定燃料噴射正時和脈衝寬度的程序。如上所述，圖3不出隨時間的發動機位置、汽缸壓力和燃料噴射的一系列圖。在該示例中，例證了各種狀況下的燃料噴射，以便示出其與汽缸壓力和活塞位置的關係。曲線302示出汽缸的發動機循環在進氣衝程和壓縮衝程期間的活塞位置。例如，在時間t3，活塞達到下止點(BDC)，並且進氣衝程結束，而壓縮衝程開始。曲線304示出進氣和壓縮衝程期間汽缸中的相應壓力。例如，在進氣衝程期間，進氣門開啟，允許充量空氣進入汽缸，並且汽缸體積隨著活塞在時間t3接近下止點而增大。結果，汽缸中的壓力下降。另一方面，在壓縮衝程期間，汽缸中的壓力隨著進氣門關閉而升高，並且燃燒室的體積隨著活塞在時間t6達到上止點(TDC)而減小。曲線304被示出為汽缸中壓力的一個示例，並且其可指示汽缸中的平均壓力。例如，在冷啟動狀況下，進氣衝程期間的汽缸中的壓力可能比曲線304所示的更大，並且在熱發動機再啟動期間，汽缸中的壓力可能比曲線304所示的小。此外，在圖3中示出燃料噴射A、B和C，其每個都相應於不同狀況。燃料噴射A相應於冷發動機啟動期間的燃料噴射。冷發動機啟動可包括這樣的狀況，例如冷卻劑溫度低於閾值溫度，並且發動機在立刻啟動之前關閉超過閾值持續時間。如圖所示，在冷發動機啟動期間，燃料噴射可能在時間A和時間t5之間的窗口 306中發生，其中最早的燃料噴射器開啟時間為h，並且最晚的燃料噴射器閉合時間為t5。例如可基於以下狀況確定燃料噴射的窗口(例如，窗口 306 )，諸如環境溫度和壓力以及燃料導軌壓力。燃料噴射B相應於熱發動機再啟動期間的燃料噴射。熱發動機再啟動可包括這樣的狀況，例如冷卻劑溫度高於閾值溫度，並且發動機在立刻啟動之前關閉小於閾值持續時間。如圖所示，在熱發動機再啟動期間，燃料噴射可能在時間t2和時間t5之間的窗口 310中發生，其中最早的燃料噴射器開啟時間為t2，並且最晚的燃料噴射器閉合時間為t5。如上所述，例如可基於以下狀況確定燃料噴射的窗口(例如，窗口 310)，諸如環境溫度和壓力以及燃料導軌壓力。在熱發動機再啟動期間，燃料導軌壓力可能比冷發動機啟動期間的高，同樣地，燃料噴射窗口的開始可關於冷啟動狀況延遲。例如，由於進氣衝程期間燃料導軌中的高壓燃料和燃燒室內的相對低壓，所以熱發動機再啟動期間從燃料導軌到燃燒室的燃料流速可能比冷發動機啟動期間更高。因而，在熱發動機再啟動期間，燃料噴射窗口可被延遲，以便可更好地控制燃料噴射量(例如，脈衝寬度)。然而，在一些示例中，即使燃料噴射窗口延遲，由於燃料導軌中的更高壓力和到燃燒室的更高燃料流速，所以可能將比所需燃料量更高的量傳送至汽缸。如圖3中所示，相應於燃料噴射B的窗口 310始於時間t2，其比相應於燃料噴射A所開始的窗口 308的時間h更晚。此外，在圖2中所示的示例中，示出燃料噴射A處於308，並且燃料噴射B處於312。如圖所示，燃料噴射B比燃料噴射A具有短很多的持續時間(例如，脈衝寬度)。如上所述，這是因為與冷發動機啟動相比，熱發動機再啟動期間燃料導軌中有更高壓力，導致當噴射器開啟時，從燃料導軌到燃燒室的燃料流速更高。因而，更大量的燃料在更短的時間量中流入燃燒室。燃料噴射C相應於熱發動機再啟動期間基於汽缸壓力的燃料噴射。如圖所示，在熱發動機再啟動期間，燃料噴射可能在時間t4和時間t5之間的窗口 314中發生，其中最早的燃料噴射器開啟時間為t4，並且最晚的燃料噴射器閉合時間為t5。例如可基於以下狀況確定燃料噴射的窗口(例如，窗口 314)，諸如環境溫度和壓力、燃料導軌壓力，以及在該示例中汽缸壓力。如上所述，在熱發動機再啟動期間，燃料導軌壓力可比冷發動機啟動期間的高，並且因此，燃料噴射窗口的開始可相對於冷啟動狀況延遲。通過監控汽缸壓力，可確定閾值壓力發生的時間，並且可預定僅在達到閾值汽缸壓力後發生燃料噴射。通過該方式，可向汽缸傳送更長燃料脈衝寬度，以便更好地控制傳送至汽缸的燃料量。例如，示出燃料噴射C處於316。燃料噴射C具有比燃料噴射B更長的持續時間，這是因為當汽缸壓力更高時，燃料噴射C始於燃料噴射B的更晚時間。因而，如下文更詳細所述，在一個實施例中，一種在熱發動機再啟動期間運行發動機的方法包括評估燃料導軌壓力和評估發動機中的汽缸中的汽缸壓力。該方法還包括預定燃料噴射正時，以僅當汽缸壓力高於閾值汽缸壓力時，其中閾值汽缸壓力基於燃料導軌壓力，將燃料直接噴射到汽缸中。例如，噴射正時可包括噴射器開啟時間、噴射器閉合時間以及平均噴射時間。圖4示出冷發動機啟動期間控制對發動機的汽缸燃料噴射的程序400的流程圖。作為示例，程序400可相應於圖3中所示和上述燃料噴射A。在程序400的402，確定發動機工況。工況可包括冷卻劑溫度、環境溫度和壓力(例如，大氣壓力)、空氣-燃料比等等。一旦確定了工況，就在404確定發動機是否處於冷啟動。作為示例，在以下情況下就可確定發動機處於冷啟動狀況，即如果冷卻劑溫度低於閾值溫度，和/或如果發動機在立即啟動之前關閉比閾值持續時間更長。此外，如果發動機起動或者怠速比閾值持續時間更短，也可確定發動機啟動。如果確定發動機不處於冷啟動狀況，程序就移至416，並且當前操作繼續。另一方面，如果確定發動機處於冷啟動，程序400就繼續至406，其中確定環境溫度和壓力。例如，在發動機暖機前的冷發動機啟動期間，進氣歧管中的溫度和壓力可能接近周圍環境壓力。因此，冷啟動運行下的進氣衝程期間汽缸壓力可比暖機發動機運行期間高相應於周圍環境溫度和壓力的量。在408，程序確定噴射燃料的窗口。可基於以下參數確定燃料噴射窗口，諸如期望的空氣-燃料比、汽缸中的空氣和燃料混合、進氣門正時等等。一旦確定了燃料噴射窗口，程序400就繼續至410，其中確定燃料噴射量。可基於期望的空氣燃料比、凸輪正時等等確定燃料噴射量。一旦確定了燃料噴射窗口和燃料噴射量，程序400就繼續至412，其中基於工況調整燃料噴射正時和脈衝寬度。例如，基於冷啟動期間的周圍環境壓力，由於燃料導軌和燃燒室之間的更小壓差，所以當周圍環境壓力更高時，可儘早噴射燃料。通過該方式，在燃燒前，燃料可具有與進氣空氣混合的最大量時間。此外，可取決於周圍環境溫度和壓力以及噴射開始的時間調整脈衝寬度。在一些示例中，可調整燃料噴射，以便分開燃料噴射，並且在單次燃燒循環中將燃料多次噴射到汽缸(例如，2噴射事件、3噴射事件、4噴射事件等等)中。在這樣的示例中，可在多個噴射時間上分開將噴射到發動機的總期望燃料量，以便降低燃燒循環期間每個噴射事件的脈衝寬度。然後，在程序400的414，以經調整的正時和脈衝寬度執行燃料噴射。因而，在發動機暖機期間，可基於周圍環境狀況預定燃料噴射正時和脈衝寬度。通過該方式，可預定燃料噴射，以便在冷啟動狀況期間發生高效發動機運行。繼續參考圖5，其中示出在熱發動機再啟動期間控制對發動機的汽缸燃料噴射的程序500的流程圖。作為示例，程序500可相應於圖3中所示和上述燃料噴射B。
在程序500的502確定發動機工況。工況可包括冷卻劑溫度、環境溫度和壓力(例如，大氣壓力)、空氣-燃料比等等。一旦確定了工況，程序500就繼續至504，其中確定發動機是否處於熱再啟動。例如，在以下情況下就可確定發動機處於熱再啟動，即如果冷卻劑溫度高於閾值溫度，和/或如果發動機在立即啟動之前關閉比閾值持續時間更短。此外，如果發動機起動或者怠速比閾值持續時間更短，也可確定發動機啟動。如果確定發動機不處於熱再啟動，程序500就移至516，其中當前操作繼續。另一方面，如果確定發動機處於熱再啟動，程序500就繼續至506，其中確定噴射燃料的窗口。可基於以下參數確定燃料噴射的窗口，諸如期望的空氣-燃料比、汽缸中的空氣和燃料混合、進氣門正時等等。一旦確定了燃料噴射窗口，程序400就繼續至410，其中確定燃料噴射量。燃料噴射量可基於期望的空氣燃料比、凸輪正時等等確定。在510，確定燃料導軌壓力。可通過壓力傳感器測量燃料導軌壓力，該壓力傳感器布置在燃料導軌中並且例如與控制器通信。如上所述，在熱發動機再啟動期間，燃料導軌中的壓力可能比冷發動機啟動期間更高。由於燃燒室和燃料導軌中的更高壓差，燃料就可能以更高速度流向汽缸。因此，燃料噴射正時(例如，噴射開始、噴射終止和/或平均噴射時間)可延遲。一旦確定了燃料導軌中的壓力，就在512基於工況調整燃料噴射正時和脈衝寬度。作為示例，可響應工況調整噴射器開啟正時、噴射器閉合正時和/或噴射器開啟的平均持續時間。例如，由於熱發動機再啟動期間燃料導軌中的更高壓力，燃料噴射可始於(例如，噴射器開啟時間)比冷發動機啟動更晚的時間。此外，由於燃料導軌和燃燒室中更高的壓差，所以如圖3中的燃料噴射B所示，脈衝寬度可具有比冷發動機啟動期間更短的持續時間。在一些示例中，可調整燃料噴射，以便分開燃料噴射，並且在單次燃燒循環中將燃料多次噴射到汽缸(例如，2噴射事件、3噴射事件、4噴射事件等等)中。在這樣的示例中，可在多個噴射時間上分開將噴射到發動機的總期望燃料量，以便降低燃燒循環期間每個噴射事件的脈衝寬度。然後，在程序500的514，以經調整的正時和脈衝寬度執行燃料噴射。通過該方式，可預定熱發動機再啟動期間的燃料噴射，以便例如保持期望的空氣-燃料比。然而，由於燃料導軌中的高壓，所以脈衝寬度可相對短，因此提高了精確噴射器控制的需要，其中為了空氣-燃料比控制期望脈衝寬度調製。在一些示例中，期望脈衝寬度可小於最小或閾值脈衝寬度。因而，如下文參考圖6更詳細所述，可基於汽缸壓力預定燃料噴射。繼續參考圖6，其中示出熱發動機再啟動期間基於汽缸壓力控制發動機汽缸的燃料噴射的程序600的流程圖。作為示例，程序600可相應於圖3中所示和上述燃料噴射C。在程序600的602確定發動機工況。工況可包括冷卻劑溫度、環境溫度和壓力(例如，大氣壓力)、空氣-燃料比等等。一旦確定了工況，程序600就繼續至604，其中確定發動機是否處於熱再啟動。如上所述，例如，在以下情況下就可確定發動機處於熱再啟動，即如果冷卻劑溫度高於閾值溫度，和/或如果發動機在立即啟動之前關閉比閾值持續時間更短。此外，如果發動機起動或者怠速比閾值持續時間更短，也可確定發動機啟動。如果確定發動機不處於熱再啟動，程序600就移至622，其中當前操作繼續。
另一方面，如果確定發動機處於再啟動，程序600就繼續至606，其中確定噴射燃料的窗口。如上所述，可基於以下參數確定燃料噴射的窗口，諸如期望的空氣-燃料比、汽缸中的空氣和燃料混合、進氣門正時等等。一旦確定了燃料噴射窗口，程序600就繼續至608，其中確定燃料噴射量。燃料噴射量可基於期望的空氣燃料比、凸輪正時等等確定。在610，確定燃料導軌壓力。可通過例如壓力傳感器測量燃料導軌壓力，該壓力傳感器布置在燃料導軌中並且與控制器通信。如上所述，在熱發動機再啟動期間，燃料導軌中的壓力可能比冷發動機啟動期間更高，導致燃燒室和燃料導軌中的更高壓差。因此，從燃料導軌道燃燒室的燃料流速可能提高，並且噴射正時(例如，噴射開始和/或噴射終止)可延遲。在612確定汽缸壓力。在一個示例中，可通過基於多變狀態方程計算而評估汽缸壓力，諸如:
權利要求
1.一種用於發動機的方法，其包括: 在熱發動機再啟動期間，調整對發動機汽缸的燃料噴射正時，以便在燃料噴射器開啟的整個持續時間，汽缸壓力都高於閾值汽缸壓力。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述閾值汽缸壓力基於燃料導軌壓力，並且其中所述閾值汽缸壓力隨著所述燃料導軌壓力升高而升高。
3.根據權利要求2所述的方法，其還包括基於所述燃料導軌壓力和所述汽缸壓力調整噴射脈衝寬度。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述熱發動機再啟動包括:當已關閉一段閾值持續時間後發動機被起動時，以及冷卻劑溫度高於閾值溫度時。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述燃料噴射正時包括所述噴射器開啟的時間和所述噴射器關閉的時間。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述燃料噴射正時包括其中所述燃料噴射器開啟的平均時間。
7.根據權利要求1所述的方法，其還包括，在冷發動機啟動期間，至少當所述汽缸壓力低於所述閾值汽缸壓力時，通過所述燃料噴射器開啟將燃料直接噴射到所述汽缸內。
8.根據權利要求1所述的方法，其還包括對於小於閾值的燃料噴射量，延遲噴射正時，其中開啟和關閉正時被延遲一段曲軸角度持續時間，在該段曲軸角度持續時間中所述汽缸壓力高於所述閾值汽缸壓力。
9.根據權利要求1所述的方法，其還包括在一燃燒循環內多次將燃料直接噴射到所述發動機汽缸。
10.一種發動機方法，其包括 在熱發動機再啟動期間，僅當汽缸壓力高於閾值汽缸壓力時，通過噴射器開啟將燃料直接噴射到汽缸內，響應燃料導軌壓力調整所述閾值汽缸壓力；以及 在冷發動機啟動期間，至少當所述汽缸壓力低於所述閾值汽缸壓力時，通過所述噴射器開啟將燃料直接噴射到所述汽缸內。
全文摘要
提供用於控制對發動機的燃料噴射的各種系統和方法。在一個示例中，在熱發動機再啟動期間調整所述發動機的汽缸的燃料噴射正時，以便僅當所述汽缸壓力高於閾值汽缸壓力時，燃料噴射器才開啟。可響應燃料導軌壓力調整所述閾值汽缸壓力。
文檔編號F02D41/40GK103216350SQ20131002705
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月18日 優先權日2012年1月19日
發明者W·C·若那, F·H·託克 申請人:福特環球技術公司