[发明专利]进气道燃料喷射的方法和系统

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术/发明内容

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。本文的发明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。