[发明专利]用于发动机控制的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及用于控制发动机系统中的燃料喷射的方法和系统。

背景技术

发动机可被配置带有燃料直接喷射器和/或燃料进气道喷射器，所述燃料直接喷射器将燃料直接喷射到燃烧汽缸内(直接喷射，DI)，所述燃料进气道喷射器将燃料喷射到汽缸进气道内(燃料进气道喷射，PFI)。除了更好地使得所喷射燃料的充气冷却作用有效之外，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，直接喷射发动机还由于扩散的火焰传播(其中燃料在燃烧之前可能与空气混合不充分)而产生更多的微粒物质排放(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够的。相似地，当所喷射的燃料流过气门时，所述燃料可能遇到更少的湍流。结果，存在富燃穴，这可在局部产生烟尘，从而使得排气排放降级。

发明内容

因此，以上问题可至少部分通过一种运行发动机的方法解决，所述发动机包括将第一燃料喷射到发动机汽缸内的第一进气道喷射器和将第二燃料喷射到发动机汽缸内的第二直接喷射器。在一个实施例中，所述方法包括基于发动机的烟尘负载在第一进气道喷射器和第二直接喷射器之间调整到汽缸的燃料喷射。

在一个示例中，发动机可被配置为带有向发动机汽缸的直接喷射和进气道燃料喷射二者。在直接喷射器和进气道燃料喷射器之间的燃料喷射量(即喷射到汽缸内的燃料量)可基于由发动机产生的微粒物质(PM)的量(即发动机烟尘负载)被调整。在一个示例中，由发动机产生的微粒物质的量可被微粒物质传感器感测并估计。在另一示例中，所产生的微粒物质的量可基于发动机工况，例如发动机的速度-负载状况，或者基于微粒物质过滤器两端的压差被推导。燃料喷射量还可基于燃料类型。

例如，基于发动机工况，可确定燃料喷射绘图，其包括通过第一进气道喷射器喷射的第一燃料量和通过第二直接喷射器喷射的第二燃料量。在一个示例中，例如在较高发动机速度和负载处，进气道喷射的第一量可小于直接喷射的第二量。在此可使用较高的直接喷射的量，从而利用较高的燃料效率和更精确的直接喷射功率输出，以及所喷射燃料的充气冷却特性。

在发动机运行期间产生的微粒物质的量(烟尘负载)可通过传感器估计和/或基于工况推导。在一个示例中，随着产生的微粒物质的量超过阈值，燃料喷射的比例可被调整。例如，随着烟尘负载超过阈值，自直接喷射器的燃料喷射量可被降低同时自进气道喷射器的燃料喷射量可被相应升高。可基于燃料喷射的调整作出额外的点火正时调整，从而补偿扭矩的扰动。此外，还可调整可替代发动机运行参数，例如气门凸轮轴正时(VCT)安排、增压、排气再循环(EGR)等等用来补偿扭矩瞬变。

自进气道喷射器的燃料喷射量的增加可基于第一燃料的燃料类型而自直接喷射器的燃料喷射量的降低可基于第二燃料的燃料类型。因此，醇燃料与汽油燃料相比可以产生更少微粒物质。就此而言，在一个示例中，当第一燃料的醇含量较高时，则自进气道喷射器的燃料喷射量的增加可以较小。在另一示例中，当第二燃料的醇含量较高时，自直接喷射器的燃料喷射量的降低可以较小。

还可基于排气微粒物质水平的升高速率(或烟尘负载的升高速率)调整燃料喷射量的变化速率。在一个示例中，响应于烟尘负载的升高速率超过阈值(即，烟尘水平的突然并且迅速地升高)，自进气道喷射器的燃料喷射量的升高和自直接喷射器的燃料喷射量的降低可被增加。例如，从较大量的直接喷射向较大量的进气道喷射的过渡可以是基本紧接的。在另一示例中，响应于烟尘中升高的速率低于阈值(即，烟尘水平的逐渐升高)，从较大量的直接喷射向较大量的进气道喷射的过渡可实施为较低速率(例如，逐渐地)。过渡速率还可基于燃料类型调整。

此外，可基于微粒过滤器的再生运行来调整燃料的喷射，其中所述微粒过滤器被配置为存储排气微粒物质。例如，在过滤器再生之前，当过滤器的烟尘负载较高时，自直接喷射器的燃料喷射量可被减小而自进气道喷射器的燃料喷射量可被增加。然后，在再生之后，当过滤器的烟尘负载较低并且过滤器能够存储更多的排气微粒物质时，自直接喷射器的燃料喷射量可被增加并且自进气道喷射器的燃料喷射量可被减小。在此，通过在过滤器再生之后增加直接喷射量，可实现直接喷射的燃料经济效益同时由直接喷射产生的排气微粒物质被存储在过滤器上。

以此方式，通过响应于微粒物质(PM)水平的升高，至少暂时地改变相比直接喷射相对较高的进气道喷射量，则排气微粒物质排放可被减少，并且基本不影响发动机燃料的经济性。此外，通过在微粒物质的限定范围优化发动机喷射，直接喷射和进气道喷射的优点可以是有用的。