用于在燃料喷射窗口之间转换的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于在燃料喷射窗口之间转换的方法和系统。描述了同时操作内燃发动机的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的方法和系统。在一个示例中，提供不同持续时间进气道燃料喷射窗口以最大化燃料喷射量并改善在汽缸循环期间经由进气道和直接燃料喷射器喷射的燃料量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请要求2015年6月11日提交的题为“用于在燃料喷射窗口之间转换的方法和系统”的美国临时专利申请No.62/174,054的优先权，所述申请的全部内容在此以参考的方式并入用于所有目的。
本申请涉及用于将燃料进气道喷射和直接喷射到内燃发动机的方法和系统。所述方法和系统尤其可用于增加发动机功率输出并改善发动机空气-燃料比控制。
技术介绍
进气道加燃料的发动机可具有直接喷射发动机所没有的益处，且反之亦然。例如，直接喷射发动机可通过降低汽缸充气温度改善发动机功率输出，从而减少发动机爆震的可能性并允许较高的汽缸压力。但是，通过结合直接喷射系统和进气道喷射系统，提供进气道燃料喷射和直接燃料喷射二者的益处是有可能的。相比直接喷射到汽缸的燃料，喷射到汽缸进气道的燃料可在较长的发动机曲轴间隔内被喷射。具体地，喷射到进气道用于特定燃料事件的燃料可从接收燃料的汽缸的第一进气关闭事件喷射，直到接收燃料的汽缸的第二进气关闭事件。另一方面，直接喷射的燃料可从约上止点进气冲程喷射到约上止点压缩冲程。因此，在汽缸循环中且在较短的曲轴持续时间内，直接喷射到汽缸的燃料可稍后被喷射。如果在恒定的工况下一直操作发动机，可简化喷射燃料到具有进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器二者的发动机。然而，在正常的驱动条件期间发动机可经受速度和扭矩需求的变化，以提供期望的扭矩。因此，用于特定燃烧事件的期望发动机扭矩可从当进气道燃料喷射开始的时间变化到直接燃料喷射开始的时间。如果在不调整喷射到发动机的燃料量的情况下发动机扭矩发生变化，则发动机扭矩和空气-燃料比可不同于期望的发动机扭矩和空气-燃料比，从而增加发动机排放。因此，提供用于喷射燃料到发动机的方法是可取的，当汽缸扭矩，或可替换地，汽缸空气充气的估计在发动机循环期间
改变时，这提供修改喷射到汽缸的燃料量。
技术实现思路
专利技术人在此已经意识到上述缺点且已研发发动机加燃料方法，其包括：响应于第一进气道燃料喷射器脉冲宽度，提供通过汽缸循环中的第一曲轴角和第二曲轴角限定的第一进气道燃料喷射窗口；并且响应于第二进气道燃料喷射器脉冲宽度，提供通过汽缸循环中的第一曲轴角和第三曲轴角限定的第二进气道燃料喷射窗口。通过响应于燃料喷射器脉冲宽度提供不同持续时间的进气道燃料喷射窗口，提供以下技术效果是有可能的：为具有进气道和直接燃料喷射器的发动机提供燃料喷射过程，其在汽缸循环期间补偿发动机扭矩或气流的变化。具体地，对于较小的进气道燃料喷射脉冲宽度，进气道燃料喷射窗口可缩短以使得进气道喷射的燃料量可在用于汽缸循环的进气道燃料喷射停止之前调整几次。另外，进气道燃料喷射窗口可缩短以使得在安排直接燃料喷射之前停止进气道燃料喷射。结果，直接喷射的燃料量然后可基于已知数量的进气道喷射的燃料和估计的汽缸空气质量来安排。对于较长的进气道燃料喷射脉冲宽度，进气道燃料喷射窗口可拉长，且进气道喷射的燃料量没有针对估计的汽缸空气量或发动机扭矩的变化而被更新。因此，在正当进气道喷射的燃料继续喷射时安排直接喷射的燃料之前，进气道喷射的燃料质量是已知的。直接喷射的燃料质量然后基于已知的进气道喷射的燃料质量和更新的汽缸空气质量。这样，在汽缸循环期间输送准确数量的燃料到汽缸是有可能的，即使汽缸空气充气或发动机扭矩的估计可在汽缸循环期间变化。另外，相比仅经由直接喷射燃料提供发动机扭矩量，通过准许较长的进气道燃料喷射窗口，提供较大数量的发动机扭矩是有可能的。本描述可提供若干优点。例如，该方法可改善发动机空气-燃料比控制。此外，相比当燃料仅经由单一燃料喷射器喷射时，该方法可提供增加的发动机扭矩量。另外，该方法提供较短的进气道燃料喷射窗口和较大的进气道喷射窗口之间的平滑转换，以使得发动机空气-燃料比扰动的可能性可被降低。当仅从下面的详细描述，或结合附图时，本描述的上述优点和其它优点，以及特征将显而易见。应该理解，上述
技术实现思路
被提供以简化的形式引入在具体实施方式中被
进一步描述的概念选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或重要的特征，所要求保护的主题的范围通过随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。附图说明图1A示出发动机的示意图；图1B示出成对的燃料喷射器驱动器的示例；图2示出用于提供空气和燃料到包括两种不同类型的燃料喷射器的发动机的方法；图3示出包括较长的进气道燃料喷射窗口持续时间的汽缸正时图；图4示出用于喷射燃料到带有限制的发动机的示例方法，所述限制基于较长的进气道燃料喷射窗口持续时间；图5示出包括较短的进气道燃料喷射窗口持续时间的汽缸正时图；图6示出用于喷射燃料到带有限制的发动机的示例方法，所述限制基于较短的进气道燃料喷射窗口持续时间；图7示出用于基于进气道燃料喷射脉冲宽度持续时间提供不同大小的进气道燃料喷射窗口并在不同大小的进气道燃料喷射窗口之间转换的方法；图8示出基于图7的方法的顺序，其中燃料喷射系统在较短的持续时间进气道燃料喷射窗口和较长的持续时间进气道燃料喷射窗口之间转换；图9示出用于调整进气道喷射的燃料和直接喷射的燃料的分数以减少微粒物质产生的示例方法；图10示出根据图9的方法的示例操作顺序；图11示出用于补偿进气道燃料喷射器退化的示例方法；图12示出根据图11的方法的示例操作顺序；图13示出用于补偿直接燃料喷射器退化的示例方法；且图14示出根据图13的方法的示例操作顺序。具体实施方式本申请涉及供应燃料到具有进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器二者的发动机。图1A示出包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的系统的一个示
例。该系统包括可利用汽油、酒精、或汽油和酒精的混合物操作的火花点火发动机。图1A的系统可包括如图1B所示的成对的燃料喷射器驱动器。图2示出用于供应燃料到包括进气道和直接燃料喷射器的发动机的方法。图3示出包括较长的进气道燃料喷射窗口的示例汽缸循环正时图。图4的方法描述了用于较长的进气道燃料喷射窗口的进气道燃料喷射和直接燃料喷射。图5示出包括较短的进气道燃料喷射窗口的示例汽缸循环正时图。图6的方法描述了用于较短的进气道燃料喷射窗口的进气道燃料喷射和直接燃料喷射。图7示出用于利用不同的持续时间进气道燃料喷射窗口操作发动机并在较短和较长的持续时间燃料喷射窗口之间转换的方法。图8示出用于在较短和较长的持续时间进气道燃料喷射窗口之间变化的预示性顺序。本描述还提供响应于微粒物质积累和形成控制发动机。具体地，图9示出用于响应于微粒物质积累和形成调整进气门和直接燃料分数的方法。图10示出用于根据微粒物质形成和积累调整进气道和直接喷射分数的预示性顺序。本描述还提供响应于燃料喷射器退化控制发动机。例如，图11示出用于操作带有进气道燃料喷射器退化的发动机的方法。图12示出用于展示进气道燃料喷射器退化的发动机的预示性发动机操作顺序。图3示出用于操作带有直接燃料喷射器退化的发动机的方法。图14示出用于展示直接燃料喷射器退化的发动机的预示性发动机操作顺序。参考图1A，包括多个汽缸的内燃发动机10通过电子发动机控制器12控制，图1A仅示出一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和带有安置其中并连接到曲轴40的活塞36的汽缸壁32。燃烧室30示出经由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机加燃料方法，其包括：响应于第一进气道燃料喷射器脉冲宽度，提供通过汽缸循环中的第一曲轴角和第二曲轴角限定的第一进气道燃料喷射窗口；并且响应于第二进气道燃料喷射器脉冲宽度，提供通过所述汽缸循环中的所述第一曲轴角和第三曲轴角限定的第二进气道燃料喷射窗口。

【技术特征摘要】
2015.06.11 US 62/174,054;2016.04.18 US 15/131,7741.一种发动机加燃料方法，其包括：响应于第一进气道燃料喷射器脉冲宽度，提供通过汽缸循环中的第一曲轴角和第二曲轴角限定的第一进气道燃料喷射窗口；并且响应于第二进气道燃料喷射器脉冲宽度，提供通过所述汽缸循环中的所述第一曲轴角和第三曲轴角限定的第二进气道燃料喷射窗口。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述汽缸循环的紧前一汽缸循环中关闭进气门之后，所述第一曲轴角出现实际总数量的曲轴角度，其中在打开进气门用于所述汽缸循环之前，所述第二曲轴角出现实际总数量的曲轴角度，其中在关闭进气门用于所述汽缸循环之前且在所述汽缸循环中打开所述进气门之后，所述第三曲轴角出现实际总数量的曲轴角度，其中所述第一曲轴角是所述第一进气道燃料喷射窗口和所述第二进气道燃料喷射窗口的始端，其中所述第一进气道燃料喷射器脉冲宽度小于阈值，且其中所述第二进气道燃料喷射器脉冲宽度大于所述阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一进气道燃料喷射窗口和所述第二进气道燃料喷射窗口是恒定的且持续时间不改变，其中所述第二曲轴角是所述第一进气道燃料喷射窗口的末端，且其中所述第一进气道燃料喷射器脉冲宽度的持续时间是与所述第一进气道燃料喷射窗口不同的长度。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第三曲轴角是所述第二进气道燃料喷射窗口的末端。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述汽缸循环期间所述第一进气道燃料喷射窗口期间进气道燃料喷射器喷射燃料到汽缸中。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述汽缸循环期间所述第二进气道燃料喷射窗口期间进气道燃料喷射器喷射燃料到汽缸中。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一进气道燃料喷射窗口和所述第二进气道燃料喷射窗口为曲轴角间隔，其中进气道燃料被喷射到汽缸中。8.一种发动机加燃料方法，其包括：将燃料喷射模式从第一进气道燃料喷射窗口转换到第二进气道燃料喷射窗口，所述第一进气道燃料喷射窗口通过在第一汽缸循环的紧前一汽缸循环中关闭进气门时或之后的第一曲轴角以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·霍拉，E·D·桑伯恩，D·杜莎，张晓鹰，J·L·托马斯，
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