用于发动机控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种控制排气排放的方法和系统，在发动机起动和转动起动期间通过调节从不同燃料喷射器喷射进发动机汽缸的不同燃料的喷射模型来控制排气排放。通过在起动和转动起动期间将燃料喷射分流使得进气道喷射较低醇含量的燃料而通过一个或多个喷射来直接喷射醇含量较高的燃料，可以减少发动机的烟粒负荷并且能够改善燃料经济性。

【技术实现步骤摘要】
用于发动机控制的方法和系统
本专利技术涉及用于控制配置用于运转一种或多种燃料的发动机系统中燃料喷射的方法和系统。
技术介绍
发动机可以配备有将燃料直接喷射进燃烧汽缸（直接喷射）的燃料直接喷射器和/或配备有将燃料喷射进汽缸进气道（进气道燃料喷射）的进气道燃料喷射器。多燃料（Multi-fuel）发动机系统可以使用进气道和直接喷射两者以向不同的喷射器提供不同的燃料种类。例如，可以使用乙醇燃料的直接喷射和汽油的进气道喷射。从而，醇燃料的直接喷射可以利用醇燃料较高汽化热增加的充气冷却（chargecooling）效果以及较高的辛烷值。这有助于解决特别是增压状况下的爆震限制。此外，汽油的进气道喷射可以利用汽油较高的功率输出。然而，由于扩散的火焰蔓延（其中在燃料之前燃料与空气可能混合不充分）直接喷射发动机也产生更多微粒物质排放物（或烟粒）。本质上，由于直接喷射是相对较晚的燃料喷射，所以可能没有足够的时间在汽缸中混合喷射的燃料和空气。类似地，当空气流动通过气门时喷射的燃料可能遇到更少的湍流。所以，可能会有局部产生烟粒劣化排放的多个较小富燃区域。US2011/0162620公开了一种减小由直接燃料喷射产生的微粒物质排放物的方法。其中，基于发动机产生的微粒物质（PM）量来调节直接喷射器和进气道喷射器喷射进汽缸的燃料量。例如，随着烟粒负荷的增加，减小直接喷射器的燃料喷射量同时相应地增加进气道喷射器的燃料喷射量。然而，专利技术人在此已经认识到上述方法的潜在问题。在多燃料发动机系统中（进气道喷射的燃料不同（例如醇含量不同或燃料挥发度不同）于直接喷射的燃料），转向更多使用直接喷射燃料可能不足以减少PM排放来满足强制低微粒物质（PM）排放标准。例如，在选择的发动机工况期间，可能太晚执行直接喷射使得到发生直接喷射时排放的PM高于排放标准。在另一个示例中，由进气道喷射燃料产生的较高烟粒负荷可能遮掩了由直接喷射燃料产生的较低烟粒负荷，从而掩盖直接喷射产生的PM减少的益处。由于不同燃料的可用性在变化，在多燃料发动机系统中该问题可能会进一步恶化。例如，由于连接至直接喷射器的（具有较高醇含量或较高燃料挥发度的）第一燃料的可用性降低，可能会减少第一燃料的直接喷射并且可能会增加（具有较低醇含量或较低燃料挥发度的）第二燃料的进气道喷射。在另一个示例中，出于其它原因（比如燃料在相应燃料箱中的驻留时间增加）可以增加进气道喷射。更进一步地，燃料挥发度可能与喷射器类型相互影响。例如，进气道燃料喷射可能会有燃料挥发度的相关问题同时直接喷射对燃料挥发度相对不太敏感。结果是，具有较高挥发度的燃料（例如具有高于T50值的燃料）可能极大地劣化冷机进气道喷射燃料的燃烧但是对直接喷射的燃料燃烧具有非常小的临影响。因此，这可能会劣化燃烧稳定性并增加潜在的发动机失火。总之，可能会劣化燃料经济性和冷起动排气排放。
技术实现思路
通过一种用于发动机的方法可以至少部分地解决上述问题，该方法包含：自发动机起动起的第一燃烧事件期间，在进气门关闭事件期间进气道喷射第一量的第一燃料；而通过第一燃烧事件的多个喷射来直接喷射第二量的第二燃料，第一燃料的醇含量低于第二燃料的醇含量。在替代的实施例中，第一燃料的燃料挥发度可以低于第二燃料的燃料挥发度。这样，可以综合利用不同燃料类型以及在进气道喷射第一燃料和（单个或多个）直接喷射第二燃料之间分流燃料喷射的益处。在一个示例中，在发动机起动期间，发动机控制系统可以针对第一汽缸燃烧事件通过在进气门关闭事件期间（例如上个汽缸排气行程期间）输送的第一进气道喷射来喷射具有较低醇含量或者较低燃料挥发度的第一燃料（比如汽油）。此外，在第一汽缸燃烧事件时可以通过第二直接喷射来喷射具有较高醇含量或较高燃料挥发度的第二燃料（例如汽油-乙醇混合物（比如E85）），直接喷射的燃料通过多个直接喷射来输送。例如，可以通过进气行程期间的至少一个直接喷射和压缩行程期间的至少一个喷射来输送直接喷射的第二燃料。这可以构成第一喷射模型。在转动起动期间针对多个燃烧事件可以基于汽缸事件数量继续第一喷射模型直到达到阈值汽缸事件数量。维持第一喷射模型的燃烧事件数量可以至少基于第一和/或第二燃料的醇含量或燃料挥发度。例如，随着第二燃料的醇含量增加，可以增加燃烧事件的数量（例如汽缸事件数量多达24）。可替代地，随着第二燃料的燃料挥发度增加，可以增加燃烧事件的数量。此外，随着第二燃料的醇含量相对于第一燃料的醇含量增加，还可以增加进气道喷射的第一燃料与直接喷射的第二燃料的第一比率。通过进气道喷射醇含量较低或挥发度较小的第一燃料并且通过直接喷射醇含量较高或挥发度较高的第二燃料，排气催化剂温度可以迅速增加至起燃温度，改善了发动机冷起动时的发动机性能。还通过分流直接喷射使得在进气行程期间直接喷射一些醇含量较高的燃料并且在压缩行程期间喷射剩余部分的燃料，可以达到催化剂起燃温度并且不增加排气微粒物质（PM）排放和劣化发动机燃烧稳定性。同时改善了燃料经济性。达到目标汽缸燃烧事件数量之后，喷射模型可以转变为配置用于发动机怠速控制的第二喷射模型。例如，第二喷射模型可以包括仅进气道喷射第一燃料、仅直接喷射第二燃料（例如仅在进气行程或仅在压缩行程）和/或不同于第一喷射模型分流比率的分流比率（直接喷射的第二燃料的百分比较高）。在又一个实施例中，发动机冷起动期间的喷射模型可以基于冷起动时的发动机温度（例如是基于正常温度的发动机冷起动还是非常低温的发动机冷起动）而变化。这样，通过使用基于每种可用燃料的特性在进气道喷射和多个直接喷射之间分流不同燃料的燃料喷射的分流喷射模型，可以平衡每种燃料以减少排气催化剂的活化时间同时还降低气态及微粒物质排放物。同时，可以容忍较高的火花延迟量而不影响燃烧稳定性。这样，允许燃料喷射得到优化以实现协同在进气道喷射第一燃料和直接喷射不同的第二燃料之间分流喷射燃料的益处以及多个直接喷射的益处，并且进一步协同利用不同醇含量的不同燃料。总之，改善了发动机性能和排气排放并进一步也改善了燃料经济性。根据本专利技术的一个实施例，火花延迟量进一步基于第一和第二比率以及第二燃料的醇含量中的一者或多者。根据本专利技术的一个实施例，进一步包含，转动起动期间继续进气道喷射第一燃料以及通过多个燃料喷射直接喷射第二燃料。根据本专利技术的一个实施例，针对自第一燃烧事件起的多个燃烧事件继续执行喷射，燃烧事件的数量基于汽缸事件数量以及第二燃料的醇含量，燃烧事件的数量随着第二燃料的醇含量的增加而增加。根据本专利技术的一个实施例，进一步包含，转动起动之后，取决于催化剂温度、发动机起动温度和烟粒负荷，燃料喷射转变为具有进气道喷射的燃料量与直接喷射的燃料量的第一比率和进气行程直接喷射量与压缩行程直接喷射量的第二比率的发动机怠速模型。根据本专利技术的一个实施例，进一步包含，转动起动之后，燃料喷射转变为在进气门关闭事件期间进气道喷射第一燃料并在进气行程或压缩行程期间直接喷射第二燃料,相对于转动起动之前而言在转动起动之后进气道燃料喷射量与直接喷射量的第一比率调节至更高。根据本专利技术的一方面，提供一种用于发动机的方法，包含：发动机冷起动时在第一燃烧事件期间，在进气门关闭事件期间进气道喷射挥发度较低的第一燃料而至少通过进气行程喷射和压缩行程喷射来直接喷射挥发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运转发动机的方法，包含：自发动机起动起的第一燃烧事件期间，在进气门关闭事件期间进气道喷射第一量的第一燃料；以及通过所述第一燃烧事件的多个喷射来直接喷射第二量的第二燃料，所述第一燃料的醇含量低于所述第二燃料的醇含量。

【技术特征摘要】
2013.04.01 US 13/854,8401.一种运转发动机的方法，包含：针对自发动机起动起的第一燃烧事件，执行以下操作中的每个：在进气门关闭事件期间进气道喷射第一量的第一燃料；以及通过所述第一燃烧事件的多个喷射来直接喷射第二量的第二燃料，所述第一燃料的醇含量低于所述第二燃料的醇含量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃料是汽油而所述第二燃料是汽油-乙醇混合物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一进气道喷射量与所述第二直接喷射量的第一比率基于所述第一燃料和所述第二燃料中每者的醇含量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，随着所述第二燃料的醇含量相对于所述第一燃料的醇含量增加，所述第一比率减小。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一比率进一步基于所述发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尔尼拉，S·施罗德，P·C·莫伊莱宁，E·克兰吉尔，T·A·瑞帕萨，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US