[发明专利]发动机控制的方法和系统

说明书

本发明涉及通过调整在发动机起动和起动转动期间从多个燃料喷射器喷射至发动机汽缸内的燃料喷射曲线控制排气排放的方法和系统。通过在起动期间燃料分流喷射，以便一部分燃料被进气道喷射，而剩余部分以一次或多次喷射的方式被直接喷射，能够减少发动机的烟尘负荷并且提高燃料燃烧经济性。

技术领域

本发明涉及用于控制发动机系统内的燃料喷射的方法和系统。

背景技术

发动机可被配置带有直接燃料喷射器，和/或进气道燃料喷射器，所述燃料直接喷射器将燃料直接喷射至燃烧汽缸内（直接喷射），所述进气道燃料喷射器将燃料喷射至汽缸进气道内（进气道燃料喷射）。除了使所喷射燃料的充气冷却效果更好之外，直接喷射还允许实现较高的燃料效率和较高的功率输出。

然而，由于扩散的火焰传播，其中燃料在燃烧之前可能未与空气充分混合，直接喷射发动机还产生更多的颗粒物排放（或烟尘）。因为直接喷射本质上是一种相对延迟的燃料喷射，所以在汽缸内所喷射燃料与空气的混合时间是不足的。相似地，当所喷射的燃料流过气门时，所述燃料可能遇到较少的湍流。结果，可能存在可在局部产生烟尘的富燃穴，从而使得排气排放降级。

在Bidner等人的US2011/0162620中示出用于减少由直接喷射燃料所产生的颗粒物排放的一种方法。其中，在直接喷射器和进气道燃料喷射器之间，基于由发动机所产生的颗粒物（PM）量，调整喷射至汽缸的燃料量。例如，随烟尘负荷增加，来自直接喷射器的燃料喷射量减少，而来自进气道喷射器的燃料喷射量相应地增加。

然而，此处，发明者已辨认出该途径所存在的潜在问题。在所选择的发动机工况下，即使转向更直接喷射，可能无法充分地减少颗粒物排放，以满足要求的低PM排放标准。例如，可能过迟执行直接喷射，使得在直接喷射出现时，排放的PM高于排放标准。

发明内容

上述问题可至少部分通过一种发动机的方法解决，所述发动机包含：在发动机起动后的第一燃烧事件期间，在关闭的进气门事件期间，进气道喷射一部分燃料；以及在第一燃烧事件的多次喷射中，直接喷射剩余部分的燃料。以这种方式，能够协调在进气道喷射和直接喷射之间喷射分流的利益以及来自多次直接喷射的利益。

在一个例子中，在发动机起动期间，在第一汽缸燃烧事件时，发动机控制系统可将如下燃料喷射至汽缸：在关闭的进气门事件期间（例如，在排气冲程期间）输送的第一进气道喷射，在压缩冲程期间输送的第二直接喷射，在进气冲程期间输送的第三直接喷射。这将构成第一喷射曲线。基于汽缸事件数目（例如，汽缸事件数目多达24），在若干燃烧事件的起动转动期间，可继续相同的喷射曲线。通过进气道喷射的方式喷射一部分燃料和直接喷射的方式喷射剩余部分燃料，排气催化剂温度会快速地升高至起燃温度，提高发动机冷起动时的发动机性能。还通过将直接喷射分流，以便在压缩冲程期间喷射一些直接喷射的燃料，以及在进气冲程期间，喷射剩余部分的直接喷射的燃料，在不提升排气颗粒物（PM）排放以及降低发动机燃烧稳定性的情况下，能够获得催化剂起燃温度。同时改善了燃料燃烧效率。在到达目标汽缸燃烧事件数目后，喷射曲线可转换为第二喷射曲线，该曲线经配置用于怠速发动机速度控制。第二喷射曲线可包括，例如，仅进气道喷射燃料、仅直接喷射燃料、和/或不同于第一喷射曲线的分流比，具有较高百分比的直接喷射燃料。在又一个实施例中，基于冷起动时的发动机温度（例如，基于常规温度发动机冷起动或者非常低温的发动机冷起动），可改变发动机冷起动期间的喷射曲线。

以这种方式，通过使用分流喷射曲线，该分流喷射曲线使进气道喷射和多次直接喷射之间的燃料喷射分流，能够减少排气催化剂的激活时间，同时产生较少气体和颗粒物排放。同时，在不影响燃烧稳定性的情况下，能够容许较高量的火花延迟。因此，这允许燃料喷射到达最佳，以便能够使进气道喷射和直接喷射之间的燃料喷射分流的利益与多次直接喷射的利益协同。总的来说，提高了发动机性能，改善了排气排放，进一步地还提高了燃料燃烧经济性。