燃料喷射系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及燃料喷射系统及方法。组合端口燃料喷射（PFI）和直接喷射（DI）的双路径燃料喷射系统，包括根据发动机操作点和燃料流需求，在PFI部分和DI部分之间切换的电子控制单元（ECU）。在发动机负载转换期间，ECU指令PFI部分在有限的时间段内增加喷射，同时指令DI部分保持当前喷射。随后，燃料提供从PFI部分转换返回DI部分。有利地，组合PFI和DI的双路径燃料喷射系统减少在发动机瞬态工况情况期间的颗粒排放。

【技术实现步骤摘要】
燃料喷射系统及方法
本专利技术涉及用于瞬态工况期间减少车辆的颗粒物排放的燃料喷射系统，并且更具体地，涉及利用双路径燃料喷射系统控制燃料喷射的系统和方法，所述双路径燃料喷射系统包括端口燃料喷射和直接燃料喷射。
技术介绍
可利用直接喷射（DI）燃料系统、端口燃料喷射（PFI）燃料系统或这两个系统的组合将燃料传输到汽油燃料内燃机。DI和PFI的组合被称作双路径燃料喷射系统。DI系统因其高负载燃料效率的特定优点而在汽车工业中广为所知。PFI系统由于在低负载操作点下具有低噪声、振动和声振粗糙度（NVH），在低负载操作点下具有良好的燃料经济性，以及成本考虑而广为所知。由于欧洲、北美及中国对于排放的颗粒质量和颗粒数量的更严格的立法，汽油燃料内燃机的颗粒物排放已经成为燃烧研发的焦点。在具有DI部分22的一些发动机中，颗粒形成的主要来源是液态燃料对活塞顶部的冲击。如果燃料不能足够快速地蒸发，则燃料膜将引起扩散焰，扩散焰已被确定为碳烟（即颗粒）形成的主要来源。在将操作改变成高负载发动机操作时，长喷射持续时间引起增大的喷雾贯穿，液态燃料可冲击在活塞上。如果发动机停留在高负载操作点达至少若干秒，则活塞温度将最终升高到足够高，并且沉积在活塞上的燃料将在主燃烧事件之前蒸发。但是，在发动机从低负载点转换至更高负载操作点时，活塞温度仍将相对冷并且需要若干秒的时间来升温。紧接在负载步骤之后冲击活塞的燃料可能未完全蒸发，并且在活塞顶部引起扩散焰（也被称作“池火（poolfire）”），形成并放出大量颗粒物。需要改进的燃料喷射策略以减少发动机瞬态工况中的颗粒的排放。
技术实现思路
在一些方面，燃料喷射系统被配置为向发动机提供燃料。所述燃料喷射系统包括：第一装置，其监控所述发动机的负载并且输出与所述发动机的所述负载相对应的信号；直接燃料喷射器，其位于所述发动机的气缸中；以及端口燃料喷射器，其位于所述气缸的进气管中。此外，所述燃料喷射系统包括控制器，所述控制器被配置为：从所述第一装置接收输出，并且基于装置输出确定何时所述发动机的负载已经增加；并且当所述发动机的负载已经增加时，控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量。所述燃料喷射系统可包括以下特征中的一个或多个：所述控制器被配置为在控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量的时刻之后的时刻，减少喷射的燃料量。当从所述第一装置接收的输出指示增加的发动机负载时，所述控制器最初控制所述直接燃料喷射器继续而不改变燃料喷射量，并且随后控制所述直接燃料喷射器增加喷射的燃料量。所述燃料喷射系统还包括第二装置，其确定所述发动机的部分的温度，并且输出与所述发动机的所述部分的温度相对应的信号。当所述发动机的负载已经增加时，所述控制器被配置为最初控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量，并且当与所述发动机的部分的温度相对应的信号对应于大于预定温度的温度时，所述控制器被配置为减少所述端口燃料喷射器喷射的燃料量。所述第二装置包括被配置为检测所述发动机的所述部分的温度的第二传感器。所述第二装置被配置为基于传感器输入和所述发动机所经历的近期操作情况的历史建立所述发动机的所述部分的温度的模型。所述第一装置包括被配置为检测所述发动机的负载的第一传感器。来自所述第一装置的输出反映来自所述第一传感器的输出与近期发动机操作信息的组合。所述第一装置是发动机速度传感器。在一些方面，燃料喷射控制装置包括：装置，其监控发动机的负载，并输出与所述发动机的所述负载相对应的信号；直接燃料喷射器，其被配置为位于所述发动机的气缸中；以及端口燃料喷射器，其被配置为位于所述气缸的进气管中。此外，燃料喷射控制装置包括控制器，其被配置为从所述装置接收输出。当从所述装置接收的输出指示增加的发动机负载时，所述控制器最初控制所述直接燃料喷射器保持而不改变所述直接燃料喷射器喷射的燃料量，并且然后在一段时间延迟之后，随后增加所述直接燃料喷射器喷射的燃料量。所述燃料喷射装置可包括以下特征中的一个或多个：所述控制器保持而不改变所述直接燃料喷射器喷射的燃料量，直到所述发动机的部分的温度达到预定温度，并且然后增加所述直接燃料喷射器喷射的燃料量。当从所述装置接收的输出指示增加的发动机负载时，所述控制器控制所述端口燃料喷射器以增加所述端口燃料喷射器喷射的燃料量，并且然后随后减少所述端口燃料喷射器喷射的燃料量。在一些方面，控制向发动机气缸喷射燃料的方法包括：利用第一装置以监控发动机负载，并且从所述第一装置输出与所述发动机负载相对应的信号；以及基于来自所述第一装置的所述信号确定所述发动机负载是否已经增加。当已经确定所述发动机负载已经增加时，所述方法包括控制端口燃料喷射器以增加所述端口燃料喷射器所排出的燃料量，并且控制直接燃料喷射器以保持而不改变所述直接燃料喷射器所排出的燃料量。此外，所述方法包括利用第二装置监控所述发动机的部分的温度，并且从所述第二装置输出与所述发动机的所述部分的温度相对应的信号。当所述发动机的所述部分的温度大于预定温度时，所述方法包括减少所述端口燃料喷射器所排出的燃料量并且增加所述直接燃料喷射器所排出的燃料量。所述方法可包括以下方法步骤和/或特征中的一个或多个：当活塞的温度大于预定温度时，随时间线性地增加所述直接燃料喷射器所排出的燃料量。当活塞的温度大于预定温度时，随时间线性地减少所述端口燃料喷射器所排出的燃料量。利用第一装置监控发动机负载的步骤包括：在第一时刻检测第一发动机负载，并且在所述第一时刻之后的第二时刻检测第二发动机负载，并且通过计算所述第一发动机负载和所述第二发动机负载之差，执行确定所述发动机负载是否已经增加的步骤。通过发动机速度传感器检测所述第一发动机负载和所述第二发动机负载。通过节流阀位置传感器检测所述第一发动机负载和所述第二发动机负载。利用第二装置监控所述发动机的部分的温度的步骤包括利用温度传感器以检测所述发动机的所述部分的温度。所述第二装置的信号输出基于模型，所述模型基于传感器输入和所述发动机所经历的近期操作情况的历史确定所述发动机的所述部分的温度。组合PFI和DI的双路径燃料喷射系统通过根据发动机操作点和燃料流需求从一个燃料系统切换到另一个燃料系统来进行操作。在发动机负载转换期间，例如从低发动机负载转换至高发动机负载，利用电子控制单元以，在发动机经历负载改变时，至少部分地使系统的PFI部分参与达限定量的时间（以秒记）。通过这样操作，减小了喷射持续时间，并因而减小了来自DI喷射器的喷射贯穿，并且因此减少液态燃料在活塞上的冲击。当发动机负载改变之后活塞温度缓慢增加时，燃料供给从系统的PFI部分转换到系统的DI部分。有利地，组合PFI和DI的双路径燃料喷射系统减少了发动机瞬态工况期间的颗粒排放。在一个示例性实施例中，在发动机从低负载操作点转换到更高负载操作点的情形中，更低负载操作点处的燃料供应由PFI部分提供，并且DI部分可以要么具延迟地参与、或以缓慢增加的喷射率参与、或以该两种方式参与。在本实施例中，PFI部分主要用于供应燃料增加量以经历负载切换。在另一个示例性实施例中，在发动机从低负载操作点转换到更高负载操作点，而在更低负载点处燃料供应已经由DI部分提供的情形中，更低负载操作点处的燃料供应由DI部分提供，并且来自DI部分的燃料将要么具延迟地增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为向发动机提供燃料的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括：第一装置，所述第一装置监控所述发动机的负载，并且输出与所述发动机的所述负载相对应的信号，直接燃料喷射器，所述直接燃料喷射器位于所述发动机的气缸中，端口燃料喷射器，所述端口燃料喷射器位于所述气缸的进气管中，以及控制器，所述控制器被配置为从所述第一装置接收输出，并且基于装置输出确定何时所述发动机的负载已经增加，并且当所述发动机的负载已经增加时，控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量。

【技术特征摘要】
2015.12.16 US 14/9711401.一种被配置为向发动机提供燃料的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括：第一装置，所述第一装置监控所述发动机的负载，并且输出与所述发动机的所述负载相对应的信号，直接燃料喷射器，所述直接燃料喷射器位于所述发动机的气缸中，端口燃料喷射器，所述端口燃料喷射器位于所述气缸的进气管中，以及控制器，所述控制器被配置为从所述第一装置接收输出，并且基于装置输出确定何时所述发动机的负载已经增加，并且当所述发动机的负载已经增加时，控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量。2.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其中，所述控制器被配置为在控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量的时刻之后的时刻，减少喷射的燃料量。3.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其中，当从所述第一装置接收的输出指示增加的发动机负载时，所述控制器最初控制所述直接燃料喷射器继续而不改变燃料喷射量，并且随后控制所述直接燃料喷射器增加喷射的燃料量。4.如权利要求1所述的燃料喷射系统，还包括第二装置，所述第二装置确定所述发动机的部分的温度，并且输出与所述发动机的所述部分的温度相对应的信号，其中，当所述发动机的负载已经增加时，所述控制器被配置为最初控制所述端口燃料喷射器以增加喷射的燃料量，并且当与所述发动机的部分的温度相对应的信号对应于大于预定温度的温度时，所述控制器被配置为减少所述端口燃料喷射器喷射的燃料量。5.如权利要求4所述的燃料喷射系统，其中，所述第二装置包括被配置为检测所述发动机的所述部分的温度的第二传感器。6.如权利要求4所述的燃料喷射系统，其中，所述第二装置被配置为，基于传感器输入和所述发动机所经历的近期操作情况的历史，建立所述发动机的所述部分的温度的模型。7.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其中，所述第一装置包括被配置为检测所述发动机的负载的第一传感器。8.如权利要求7所述的燃料喷射系统，其中，来自所述第一装置的输出反映来自所述第一传感器的输出与近期发动机操作信息的组合。9.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其中，所述第一装置是发动机速度传感器。10.一种燃料喷射控制装置，包括：装置，所述装置监控发动机的负载，并输出与所述发动机的所述负载相对应的信号，直接燃料喷射器，所述直接燃料喷射器被配置为位于所述发动机的气缸中，端口燃料喷射器，所述端口燃料喷射器被配置为位于所述气缸的进气管中，以及控制器，所述控制器被配置为从所述装置接收输出，并且当从所述装置接收的输出指示增加...

【专利技术属性】
技术研发人员：M莫斯布格尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE