用于中心燃料喷射的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于中心燃料喷射的方法和系统。提供了用于调整发动机工况以用于减轻一个或多个发动机汽缸中的提前点火的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括，响应于提前点火的指示，歧管充气冷却可以通过相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的部分增加经由歧管喷射向发动机输送的燃料的部分而增加，同时将发动机运转维持在化学计量空燃比处或附近。

【技术实现步骤摘要】
用于中心燃料喷射的方法和系统
本专利技术大体涉及用于响应于提前点火(pre-ignition)检测控制车辆发动机的方法和系统。
技术介绍
在某些工况下，具有高压缩比或被升压以增加比输出的发动机会有提前点火燃烧事件的倾向。由于提前点火的早期燃烧能够引起非常高的缸内压力，并且能够导致与燃烧爆震类似但具有可以损坏发动机部件的较大强度的燃烧压力波。已经开发用于基于发动机工况预测和/或早期检测提前点火的策略。各种方法可以被提供用于减轻提前点火。在一种方法中，如由Glugla等人在US20120245827中示出的，响应于提前点火的指示，受提前点火影响的汽缸经由多个进气和/或压缩冲程直接喷射而非单个直接喷射来加浓。其余汽缸的燃料供给然后被调整以将发动机的排气空燃比维持在化学计量处或附近。然而，专利技术人在此已经认识到这种方法的潜在问题。作为一个示例，虽然直接喷射的充气冷却效果改善提前点火减轻，但是由于其中燃料不能在燃烧之前与空气充分混合的扩散火焰传播，它也产生了更多微粒物质排放(或碳烟)。由于直接喷射本质上是相对晚的燃料喷射，因此会存在不足的时间用于使喷射的燃料在汽缸中与空气的混合。类似地，当流过气门时，喷射的燃料会遇到较少的湍流。因此，会存在浓于化学计量燃烧的小块地方，其可以局部地产生碳烟从而使排气排放退化。由于提前点火减轻直接喷射是较浓的燃料喷射，退化的排放的倾向会较高。此外，加浓能够导致增加的燃烧消耗。另外，如果多个汽缸同时受提前点火影响，并且每个汽缸被加浓，那么燃料消耗会显著增加。
技术实现思路
专利技术人在此已经认识到，具有中心燃料喷射(CFI)能力的发动机能够被利用以用于改善提前点火减轻。在此类发动机系统中，燃料在发动机汽缸及其对应的进气道的上游且在进气节气门的下游被喷射到进气歧管内。当燃料被喷射到发动机进气装置内时，热从进气和/或局部发动机部件被转移到燃料，并且这种热转移导致一部分燃料的雾化，这导致歧管的冷却并且由此歧管空气充气的冷却。该冷却能够被用来降低提前点火的倾向而无需加浓。因此，在一个示例中，上面描述的问题可以通过一种发动机方法来解决，该发动机方法包含：响应于提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的第二部分选择性地增加经由歧管喷射(CFI喷射)向所述发动机输送的燃料的第一部分，同时维持在所述提前点火的指示之前的空燃比。以此方式，通过经由中心燃料喷射来喷射总燃料量的一部分，歧管充气冷却可以被增加，由此在降低对汽缸加浓的依赖的情况下降低提前点火的倾向。作为一个示例，响应于提前点火的指示，在紧接着检测到提前点火的发动机循环后的发动机循环，经由中心燃料喷射器向进气歧管输送的燃料的一部分可以被增加以增加歧管充气冷却效果。例如，中心燃料喷射器的脉冲宽度可以被增加，同时基于发动机转速与负荷状况将歧管喷射维持在阈值极限处或之下，以确保所有燃料都汽化并且在歧管内部没有发生燃料的淤积。此外，到受提前点火影响的汽缸的燃料的进气道喷射可以被正时为在打开的进气门事件期间发生，以增加进气道喷射的燃料的充气冷却效果。当增加燃料的歧管喷射时，化学计量空燃比可以通过对应地调整经由进气道喷射和/或直接喷射向每个汽缸输送的燃料量来维持。此外，经由进气道喷射和/或直接喷射输送的燃料的脉冲宽度可以被调整，以消除由于上游歧管燃料喷射的下游汽缸之间的燃料的分配不均(maldistribution)。中心燃料喷射器、进气道燃料喷射器与直接喷射器之间的分流比可以被调整，以实现最高水平的歧管充气冷却和缸内充气冷却。因此，歧管喷射的相对增加可以在提前点火的指示后的多个加浓循环内高于进气道喷射的相对增加，直至提前点火倾向下降。如果在歧管喷射增加后存在提前点火的进一步指示，经由进气道和直接喷射中的一个或多个的汽缸加浓可以被用来减轻进一步的提前点火。响应于提前点火的指示增加经由歧管喷射向发动机输送的燃料的比的技术效果是，歧管喷射的充气冷却性质可以被利用以用于提前点火减轻，减少对于汽缸加浓的需要。通过使得化学计量空燃比能够在提前点火事件后的更长发动机运转持续时间内被维持，燃料效率可以被改善。此外，即使歧管喷射响应于给定汽缸中的提前点火发生率而被增加，由于歧管喷射的位置在所有汽缸的上游，歧管喷射的充气冷却性质可以在所有下游汽缸中被利用，降低除了受提前点火影响的汽缸外的所有汽缸中的提前点火的倾向。通过减少对于汽缸加浓的需要，燃料经济性被改善。另外，避免了经由直接喷射的源自汽缸加浓的增加的微粒物质排放。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围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提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了被配置为具有歧管、直接和进气道燃料喷射能力的发动机系统的示例实施例。图2示出了图示用于在发动机冷启动期间调整燃料喷射安排的示例方法的流程图。图3示出了图示用于在从燃料切断事件退出期间调整燃料喷射安排的示例方法的流程图。图4示出了基于期望的充气冷却效果对燃料喷射安排(包括歧管燃料喷射量)的示例调整。图5示出了图示用于在汽缸提前点火的指示后调整燃料喷射安排的示例方法的流程图。图6示出了基于发动机工况选择的第一示例燃料分流比(splitratio)。图7示出了基于发动机工况选择的第二示例燃料分流比。图8示出了示例提前点火减轻燃料调整。具体实施方式以下描述涉及用于利用歧管燃料喷射用于增加充气空气冷却、用于减少NOx排放并且用于提前点火减轻的系统和方法。本文中的方法可以被应用于具有歧管、直接和进气道燃料喷射能力的发动机系统(诸如图1的发动机系统)。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图2、图3和图5的示例程序)来调整燃料供给安排(包括相对于经由进气道喷射和/或直接喷射输送的燃料量调整经由歧管喷射输送的燃料量)，用于减少NOx产生并且用于提前点火减轻。在图4和图8处示出了用于实现期望的充气冷却用于NOx减少并且提前点火减轻的燃料供给安排的示例调整。在图6和图7中示出了歧管喷射与进气道喷射(和/或直接喷射)之间的燃料分流比的示例。图1示出了示意性图示的机动车辆102中的发动机系统100的示例实施例。在描绘的实施例中，发动机10是升压的发动机，其被耦接至涡轮增压器13，涡轮增压器13包括由涡轮16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气沿进气通道42经由空气净化器11被吸入发动机10，并流至压缩机14。压缩机可以是适合的进气压缩机，诸如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被显示为涡轮增压器压缩机，其经由轴19被机械地耦接至涡轮16，涡轮16由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以被耦接在双涡管涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，其中涡轮的几何形状根据发动机转速和其他工况而主动改变。如在图1中示出的，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)18被耦接至节流阀(例如，进气节气门)20。例如，CAC可以是空气-空气热交换器或空气-冷却液热交换器。节流阀20被耦接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机方法，其包含：响应于提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的第二部分选择性地增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的第一部分，同时维持提前点火的所述指示之前的空燃比。

【技术特征摘要】
2017.05.03 US 15/586,1081.一种发动机方法，其包含：响应于提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的第二部分选择性地增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的第一部分，同时维持提前点火的所述指示之前的空燃比。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述维持所述空燃比包括将所述空燃比维持在化学计量处或其附近。3.根据权利要求1所述的方法，其中选择性地增加歧管喷射的燃料的所述第一部分包括：选择性地增加被耦接至发动机进气歧管的中心燃料喷射器的脉冲宽度，同时对应地减小直接喷射器和进气道喷射器中的一个或多个的脉冲宽度。4.根据权利要求3所述的方法，其中减小所述直接喷射器和所述进气道喷射器中的所述一个或多个的所述脉冲宽度包括：在燃料的所述第二部分中，基于被耦接至排气通道的排气微粒物质过滤器的微粒物质负荷，调整经由进气道喷射输送的燃料相对于经由直接喷射输送的燃料的比，所述调整包括：当所述微粒物质过滤器上的所述微粒物质负荷高于阈值时，增加经由进气道喷射相对于直接喷射输送的燃料的所述比。5.根据权利要求3所述的方法，其中增加所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度包括：增加所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度直至达到所述中心燃料喷射器的运转极限，并且此后将所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度维持在所述运转极限处同时增加所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个的所述脉冲宽度。6.根据权利要求1所述的方法，其中提前点火的所述指示包括高于在汽缸的火花点火事件之前在第一曲轴转角窗口中估计的爆震传感器的阈值输出，所述爆震传感器被耦接至所述汽缸。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述选择性地增加包括：在紧接着在其之间没有发动机循环的提前点火的所述指示之后的第一数量的发动机循环内相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的所述第二部分增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在所述第一数量的发动机循环期间，将所述空燃比维持在化学计量处或其附近。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一数量的发动机循环基于所述爆震传感器的输出，所述第一数量的发动机循环随着所述爆震传感器的所述输出增加至所述阈值输出之上而被增加。9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含：响应于在所述第一数量的发动机循环完成之后的进一步的提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的所述第二部分进一步增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在第二数量的发动机循环内使所述发动机以浓于化学计量排气空燃比运转。10.根据权利要求9所述的方法，其中使所述发动机浓于化学计量运转包括：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏妮拉，A·P·R·兰加，M·哈基姆，J·N·尤瑞尔，C·特瑞斯科特，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US