进气道燃料喷射的方法和系统技术方案

本申请涉及进气道燃料喷射的方法和系统，公开了用于经由进气道燃料喷射器控制燃料喷射的方法和系统。在低负载状况下，耦连到进气道喷射器的提升泵可以被停用，允许燃料轨压力下降至燃料蒸汽压力。在提升泵仍被停用的情况下，当燃料轨压力保持在燃料蒸汽压力达一段持续时间时，燃料可以被输送到发动机汽缸，直到经由进气道喷射所输送的累积燃料量超过阈值。此后，提升泵可以被重新激活，从而允许燃料泵被维持禁用达更长时间周期，并且提供燃料经济性益处。

【技术实现步骤摘要】
进气道燃料喷射的方法和系统
本说明大体涉及用于经由进气道燃料喷射器控制燃料喷射的方法和系统。
技术介绍
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技术实现思路
发动机可以被配置为具有各种燃料喷射系统，以给发动机输送期望数量的燃料用于燃烧。一种燃料喷射系统包括将燃料输送进发动机汽缸的进气道的进气道燃料喷射器。燃料经由通过提升泵增压的进气道喷射燃料轨被输送到进气道燃料喷射器。另一种燃料喷射系统包括直接燃料喷射器，直接燃料喷射器以比进气道喷射器更高的压力将燃料直接输送进发动机汽缸中。经由提升泵从燃料箱抽取燃料，然后通过由高压泵增压的直接喷射燃料轨将燃料输送到直接燃料喷射器。进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器被配置为具有动态范围的燃料喷射性能。因此，单个进气道燃料喷射器可以在高发动机扭矩需求条件期间提供用于最大汽缸空气充气的高燃料喷射量，以及在低发动机扭矩需求条件期间提供用于最少汽缸空气充气的小燃料喷射量。然而，当燃料喷射量减少时，燃料喷射器准确输送期望量的能力会降低。具体地，当燃料量或脉冲宽度降低时，作为“值的百分比”喷射的燃料量可以具有降低的精度。燃料空气比率误差与“值的百分比”误差成比例。因此，燃料喷射误差可导致汽缸中的空气燃料比率差异，这造成失火、燃料经济性降低、尾管排放增加和发动机效率的总体降低。增加输送小量燃料的精度的一个示例方式由Ulrey等人在美国专利US20160153383中显示。其中，间歇地操作提升泵以将较高压力燃料泵的入口处的压力以及在燃料轨处将压力维持在燃料蒸汽压力以上。具体来说，维持提升泵被禁用，直到燃料泵的峰值输出压力从与先前燃料喷射脉冲对应的峰值输出压力下降。该持续时间被称为最小脉冲持续时间，并且在随后的低负载条件期间，具有最小脉冲持续时间的燃料喷射脉冲被应用到燃料泵。然而，以最小脉冲宽度操作燃料喷射器可以使得由增加的空气充气输送所带来的燃料消耗增加。此外，由于蒸汽吹扫通常由燃烧所需的整体燃料量的函数(例如40％)限制，因此燃料蒸汽吹扫可以因为低燃料喷射量而受限。启用燃料蒸汽吹扫以满足具有有限的蒸汽吹扫率的排放标准(例如，以行驶周期的限定持续时间，从滤罐移除大约80％的蒸汽)，可以导致需要昂贵的燃料蒸汽吹扫设计替代品(诸如更大的滤罐或多个滤罐)。如此，可以不必要地增加部件成本。本文的专利技术人已经意识到进气道燃料喷射可以比期望的更加耐燃料蒸汽。结果是，由于蒸汽压力基本恒定并且没有燃料喷射所造成的压力波动，因此当在例如略微高于燃料蒸汽压力(诸如高于燃料蒸汽压力30kPa)的压力下或其附近运转时，进气道燃料喷射精度可以增加。因此，上述问题可以通过一种用于发动机的方法至少部分地解决，所述方法包括：响应于发动机负载的下降，停用提升泵；以及在提升泵被停用的情况下，在燃料轨压力保持在燃料蒸汽压力处或附近，进气道喷射燃料。以此方式，在延长提升泵被禁用的持续时间的同时可以改善低燃料质量进气道喷射精度。作为一个示例，响应于发动机负载的下降(例如当扭矩需求低时)，提升泵可以被停用，并且在燃料轨压力从第一轨压力一直减少到燃料蒸汽压力(或其附近)时可以保持提升泵停用。在燃料轨压力从第一轨压力一直减少到燃料蒸汽压力(或其附近)时，给发动机的燃烧汽缸的进气道燃料喷射可以持续。在提升泵被停用的情况下，当燃料轨压力保持在燃料蒸汽压力处达一段持续时间时，进气道喷射可以进一步持续。在该持续时间期间，由喷射器喷射的燃料数量可以累积。一旦累积的燃料数量达到阈值(例如燃料轨容量的10％)，则可以再激活提升泵以再增压燃料轨。此后，进气道喷射可以在提升泵开启的情况下持续。如果由车辆的惯性基准(或倾斜传感器)测得车辆严重偏离水平(例如倾斜大于3°)，则可以排除该模式。这减少了以斜角(off-angle)方位测试该模式的必要性。以此方式，可以减少燃料提升泵的开启持续时间。结果是，可以最小化燃料泵的能源消耗，而不会在燃料轨处引起燃料蒸汽摄取问题。通过在提升泵被禁用时将燃料轨压力减少到燃料蒸汽压力处或其附近(例如，高于燃料蒸汽压力30kpa)的蒸汽压力达受限持续时间，则少量液体燃料而不是液体燃料和蒸汽燃料的混合物可以被精确地喷射进发动机汽缸直到阈值容量，而不会摄取燃料蒸汽。此外，所给喷射器的喷射器间可变性和注射间可变性可以被减少，这允许燃料蒸汽处理系统中的成本降低。另外，以最小脉冲宽度操作进气道燃料喷射器的需求被避免。这减少了在低负载下向发动机汽缸输送的空气充气数量，导致更低的燃料消耗和更小的汽缸间空气/燃料比率和扭矩偏差。另外，燃料蒸汽吹扫不受限，这增加给定驾驶循环期间的滤罐吹扫效率。应理解的是，提供上述
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍概念选择，该概念选择将在具体实施方式中被进一步描述。这并非意味着确认所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。另外，被要求保护的主题不限于解决上文或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。附图说明图1显示发动机系统的示意绘图。图2显示耦连到图1的发动机系统的双喷射器单燃料系统的示意图。图3是说明高级程序的示例性流程图，所述高级程序用于以高精度将少量燃料精确地进气道喷射进发动机汽缸中。图4显示图表，其说明根据本公开内容在低负载条件下经由进气道喷射器进行的示例性燃料喷射。具体实施方式以下说明涉及使用双喷射器单燃料系统(诸如图2的燃料系统)来精确地进气道喷射发动机(诸如图1的发动机系统)中的少量燃料的系统和方法。控制器可以被配置以执行控制程序，诸如图3的示例性程序，以便响应于发动机负载的下降将受限量燃料精确地进气道喷射入汽缸中，而不会引发燃料蒸汽摄取问题。图4说明一个预示燃料喷射示例，其中在燃料蒸汽压力条件下经由进气道喷射器输送燃料。以此方式，低负载情况下的燃料喷射精度被改善。图1显示带有双喷射器系统的火花点火内燃发动机10的示意性绘图，其中发动机100被配置有直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者。发动机10包含多个汽缸，其中一个汽缸30(也被称为燃烧室30)在图1中显示。发动机10的汽缸30被显示包括燃烧室壁32，活塞36被安置在燃烧室壁32中并且被连接到曲轴40。起动机马达(未显示)可以经由飞轮(未显示)耦连到曲轴40，或可替代地，可以使用直接发动机起动。燃烧室30被显示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管43和排气歧管48连通。此外，进气歧管43被示为具有节气门64，节气门64调整节流板61的位置以控制来自进气道42的气流。进气门52可以由控制器12经由致动器152操作。类似地，排气门54可以由控制器12经由致动器154激活。在一些条件期间，控制器12可以更改被提供给致动器152和154的信号以便控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可以由相应的气门位置传感器(未显示)确定。气门致动器可以是电动气门致动类型或凸轮致动类型，或其组合类型的。进气门正时和排气门正时可以被同时控制，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中的任何可能项。每个凸轮致动系统均可包括一个或更多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机的方法，其包含：响应于发动机负载的下降，停用提升泵；以及在所述提升泵被停用的情况下，在燃料轨压力保持在燃料蒸汽压力处或附近时，进气道喷射燃料。

【技术特征摘要】
2017.03.08 US 15/453,7491.一种用于发动机的方法，其包含：响应于发动机负载的下降，停用提升泵；以及在所述提升泵被停用的情况下，在燃料轨压力保持在燃料蒸汽压力处或附近时，进气道喷射燃料。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，响应于在停用所述提升泵之后燃料轨压力下降到某个数值并且保持在该数值达非零持续时间，则确定燃料轨压力在燃料蒸汽压力处或附近。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，在所述提升泵被停用时反复进气道喷射燃料，以使所述燃料轨压力减小到所述燃料蒸汽压力或其附近。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，通过将燃料从第一燃料管道转移到第二燃料管道，使所述燃料轨压力减小到所述燃料蒸汽压力或其附近，其中所述第一燃料管道将所述提升泵的输出耦连到低压进气道喷射燃料轨，并且所述第二燃料管道将所述提升泵的所述输出耦连到高压直接喷射燃料轨。5.根据权利要求1所述的方法，其中进气道喷射燃料包括在燃料轨压力保持于燃料蒸汽压力处或附近时进气道喷射阈值体积的燃料，并且随后重新激活所述提升泵。6.根据权利要求3所述的方法，其中在燃料轨压力保持于燃料蒸汽压力处或附近时进气道喷射燃料包括，以小于最小脉冲宽度的脉冲宽度进气道喷射燃料，并且其中在所述提升泵被停用时反复进气道喷射燃料以使所述燃料轨压力减少到所述燃料蒸汽压力或其附近包括，以所述最小脉冲宽度进气道喷射燃料。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值体积是燃料轨体积的函数，所述方法进一步包含在以燃料蒸汽压力或其附近进气道喷射燃料时增加进气道喷射器电压。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值体积被确定为由进气道喷射器输送的燃料的整体体积与耦连到所述进气道喷射器的燃料轨的体积的比率。9.根据权利要求5所述的方法，其中所述进气道喷射包括经由进...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·N·尤瑞，R·D·普斯福尔，M·J·尤瑞奇，
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