本說(shuō)明書(shū)總體涉及用于改善車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)控制的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
由于使足夠的燃料汽化以提供可燃的空燃比的困難,所以在冷環(huán)境狀況期間以汽油加燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性(也被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng))可能是個(gè)問(wèn)題。特別地,使燃料汽化所需要的更大量的時(shí)間可以劣化發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以諸如乙醇燃料(例如,E85、E100等)的替代燃料加燃料時(shí),這種問(wèn)題可以被加劇。在其中,醇燃料的附加增壓空氣冷卻效果能夠在冷起動(dòng)狀況期間降低進(jìn)氣充氣溫度,從而進(jìn)一步劣化燃燒穩(wěn)定性并且增加發(fā)動(dòng)機(jī)失火的可能性。
Krengel等人在US8,447,496中示出用于在冷狀況期間改善發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性的一種示例方法。在其中,在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,燃料的至少一部分在壓縮沖程期間被直接噴射,而燃料的剩余部分在進(jìn)氣沖程期間被直接噴射。另外,以壓縮沖程噴射的方式輸送的燃料部分隨著噴射的燃料的醇含量增加而增加。通過(guò)以壓縮沖程噴射的方式輸送至少一些燃料,發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程期間的較高的充氣溫度被用于改善燃料汽化。
然而,發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種系統(tǒng)的潛在問(wèn)題。作為一個(gè)示例,甚至在壓縮沖程期間加燃料的情況下,在低環(huán)境狀況下,可能沒(méi)有足夠的充氣溫度使燃料汽化用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。發(fā)明人在此已經(jīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到:即使當(dāng)加燃料在壓縮沖程期間被提供時(shí),燃料汽化由壓縮沖程期間的燃料的沸點(diǎn)和充氣溫度之間的溫度差驅(qū)動(dòng)。然而,燃料的沸點(diǎn)是壓縮沖程期間的充氣壓力的函數(shù)。如果燃料沸點(diǎn)能夠被減小同時(shí)保持充氣溫度相同,則燃料的汽化能夠被增強(qiáng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,在一個(gè)示例中,上述問(wèn)題可以通過(guò)用于改善發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性的方法來(lái)解決,該方法其包含:在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定包括燃料量和噴射正時(shí)的燃料噴射;以及基于噴射結(jié)束時(shí)估計(jì)的燃料溫度而對(duì)于冷起動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的第一燃燒事件降低歧管壓力。在本文中,燃料噴射包括單一壓縮沖程噴射。以此方式,燃料汽化在冷起動(dòng)期間被改善。
作為一個(gè)示例,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間的每個(gè)汽缸的第一燃燒事件,燃料可以以單一壓縮沖程噴射的方式被輸送。此外,對(duì)于每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件,可以通過(guò)減小進(jìn)氣節(jié)氣門開(kāi)度來(lái)降低歧管壓力。具體地,歧管壓力可以被降低至基于減小的歧管壓力對(duì)燃料沸點(diǎn)和充氣體積中的每一個(gè)的影響而被優(yōu)化的值,所述優(yōu)化使燃燒空燃比能夠被維持在目標(biāo)值處(諸如在化學(xué)計(jì)量比處或附近)。因此,當(dāng)歧管壓力被減小時(shí),壓縮壓力也被減小。減小的壓力降低正在被輸送的燃料的沸點(diǎn)。由于充氣溫度在壓縮沖程期間獨(dú)立于歧管壓力,所以它保持相同,從而導(dǎo)致等熵的壓縮沖程噴射。燃料溫度然后在壓縮之前根據(jù)充氣的初始溫度而變化。因此,通過(guò)借助較低的歧管壓力的應(yīng)用來(lái)減小沸點(diǎn)同時(shí)保持充氣溫度相同,燃料的汽化被增強(qiáng)。同時(shí),歧管壓力的降低減少汽缸中充氣的體積,從而減少待被汽化以維持給定空燃比所需要的燃料量。對(duì)于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第二燃燒事件,歧管壓力然后可以被升高(例如,至標(biāo)稱水平)。通過(guò)基于對(duì)燃料的減少的需要和較低的歧管壓力下的改善的燃料汽化而迭代地優(yōu)化歧管壓力設(shè)定點(diǎn),目標(biāo)空燃比能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)被更容易地實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)降低歧管壓力而降低燃料在冷環(huán)境狀況期間的沸點(diǎn)同時(shí)保持充氣溫度相同的技術(shù)效果是:燃料沸點(diǎn)和充氣溫度之間的較大的差被實(shí)現(xiàn)。因此,燃料可以被有效地汽化以形成可燃/化學(xué)計(jì)量比的空燃混合物。通過(guò)基于汽缸充氣量的減少(并且因而汽缸中需要的燃料量的減少)和燃料汽化的增強(qiáng)之間的平衡而對(duì)于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的第一燃燒事件(在發(fā)動(dòng)機(jī)重起動(dòng)期間)優(yōu)化歧管壓力降低到的設(shè)定點(diǎn),即使當(dāng)醇燃料被使用時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性在較低的溫度下也能夠被改善,而不會(huì)劣化發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出或排氣排放。附加地,通過(guò)使大部分的噴射燃料汽化,較少的燃料可以在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間被損失,并且在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)對(duì)較大的或預(yù)燃料噴射(pilot fuel injection)的需要可以被減少或消除。因此,這可以提供燃料經(jīng)濟(jì)性益處以及減少的冷起動(dòng)排氣排放。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)失火在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間的發(fā)生率被減小。另外,通過(guò)對(duì)冷起動(dòng)的第一燃燒事件維持壓縮噴射的使用,能夠維持可重復(fù)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速廓線。
應(yīng)當(dāng)理解,提供以上本發(fā)明內(nèi)容是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一系列概念,這些概念在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這并不意味著識(shí)別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征,要求保護(hù)的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。另外,要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
附圖說(shuō)明
圖1示出燃燒室的示例實(shí)施例。
圖2示出圖示說(shuō)明可以被實(shí)施用于在冷起動(dòng)狀況期間以降低的歧管壓力起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的程序的高水平流程圖。
圖3示出描繪燃料沸點(diǎn)在汽缸壓縮沖程期間的改變的映射圖。
圖4示出可以用于基于在不同的MAP值下燃料沸點(diǎn)的變化相對(duì)于充氣體積的變化而在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定點(diǎn)期間選擇歧管壓力設(shè)定點(diǎn)的映射圖。
圖5-6示出根據(jù)本公開(kāi)的示例冷起動(dòng)燃料噴射。
具體實(shí)施方式
以下描述涉及用于改善發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如圖1的發(fā)動(dòng)機(jī))在冷環(huán)境溫度下以汽油和醇基燃料起動(dòng)的能力的系統(tǒng)和方法。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間執(zhí)行控制程序(諸如圖2的示例程序),以在壓縮沖程期間降低歧管壓力并且噴射燃料同時(shí)以較低的歧管壓力操作。通過(guò)基于在燃料噴射結(jié)束時(shí)估計(jì)的燃料溫度降低歧管壓力(圖3-4),燃料汽化和可燃的空燃混合物的形成在冷起動(dòng)下可以被改善。參考圖5-6示出示例冷起動(dòng)操作。通過(guò)減少在冷起動(dòng)期間引起的燃料損失,燃料效率和車輛冷起動(dòng)排氣排放的質(zhì)量可以被顯著地改善。
圖1描繪內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室或汽缸的示例實(shí)施例。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以接收來(lái)自包括控制器12的控制系統(tǒng)的控制參數(shù)并且接收借助輸入裝置132來(lái)自車輛操作者130的輸入。在該示例中,輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸(本文中也稱為“燃燒室”)14可以包括燃燒室壁136,活塞138定位在所述燃燒室壁中?;钊?38可以耦接到曲軸140,使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸140可以借助變速器系統(tǒng)耦接到乘客車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。另外,起動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以借助飛輪耦接到曲軸140以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)操作。
汽缸14能夠借助一系列進(jìn)氣通道142、144和146接收進(jìn)氣。除了汽缸14之外,進(jìn)氣通道146能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它汽缸連通。在一些示例中,進(jìn)氣通道中的一個(gè)或多個(gè)可以包括增壓裝置,諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。例如,圖1示出配置有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)10,所述渦輪增壓器包括布置在進(jìn)氣通道142和144之間的壓縮機(jī)174以及沿排氣通道148布置的排氣渦輪176。壓縮機(jī)174可以借助軸180由排氣渦輪176至少部分地提供動(dòng)力,其中增壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而,在其它示例中,諸如在發(fā)動(dòng)機(jī)10配備有機(jī)械增壓器的情況下,排氣渦輪176可以可選地被省略,其中壓縮機(jī)174可以由來(lái)自馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸入提供動(dòng)力。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門20可以沿發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道被提供,用于改變提供到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣的流率和/或壓力。例如,如圖1所示,節(jié)氣門20可以被定位在壓縮機(jī)174的下游,或者替代地可以被提供在壓縮機(jī)174的上游。
排氣通道148能夠接收來(lái)自除汽缸14之外的發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它汽缸的排氣。排氣傳感器128被示出耦接到排放控制裝置178上游的排氣通道148。傳感器128可以選自用于提供排氣空燃比的指示的各種合適的傳感器,例如,諸如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO(如所描繪的)、HEGO(加熱型EGO)、NOx、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或其組合。
排氣溫度可以通過(guò)位于排氣通道148中的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(未示出)來(lái)估計(jì)。替代地,排氣溫度可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況來(lái)推知,諸如轉(zhuǎn)速、負(fù)載、空燃比(AFR)、火花延遲等。另外,排氣溫度可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)排氣氧傳感器128計(jì)算。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,排氣溫度可以替代地通過(guò)本文列出的溫度估計(jì)方法的任何組合來(lái)估計(jì)。
發(fā)動(dòng)機(jī)的10的每個(gè)汽缸可以包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門以及一個(gè)或多個(gè)排氣閥。例如,汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部區(qū)域處的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥150和至少一個(gè)排氣提升閥156。在一些示例中,發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部區(qū)域處的至少兩個(gè)進(jìn)氣提升閥和至少兩個(gè)排氣提升閥。
進(jìn)氣門150可以由控制器12通過(guò)凸輪致動(dòng)經(jīng)由凸輪致動(dòng)系統(tǒng)151來(lái)控制。類似地,排氣門156可以由控制器12通過(guò)凸輪致動(dòng)系統(tǒng)153控制。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)151和153可以包括一個(gè)或多個(gè)凸輪并且可以利用可以由控制器12操作以改變氣門操作的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)氣門150和排氣門156的位置可以通過(guò)相應(yīng)的氣門位置傳感器155和157確定。在替代實(shí)施例中,進(jìn)氣門/或排氣門可以由電動(dòng)氣門致動(dòng)控制。例如,汽缸14可以替代地包括借助電動(dòng)氣門致動(dòng)控制的進(jìn)氣門和借助包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門。在其它實(shí)施例中,進(jìn)氣門和排氣門可以由共同的氣門致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)控制,或者由可變氣門正時(shí)致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)控制。
汽缸14能夠具有壓縮比,該壓縮比是在活塞138處于底部中心與頂部中心時(shí)的容積的比。通常,壓縮比在9∶1到10∶1的范圍內(nèi)。然而,在使用不同燃料的一些示例中,壓縮比可以增加。例如,這可以在使用高辛烷值燃料或具有較高的潛在汽化焓的燃料時(shí)發(fā)生。如果使用直接噴射,則由于其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的影響,壓縮比也可以增加。
在一些實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括用于開(kāi)始燃燒的火花塞192。點(diǎn)火系統(tǒng)190能夠在選擇的操作模式下響應(yīng)于來(lái)自控制器12的火花提前信號(hào)SA借助火花塞192向燃燒室14提供點(diǎn)火火花。然而,在一些實(shí)施例中,可以省略火花塞192,諸如在發(fā)動(dòng)機(jī)10可以通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火或通過(guò)燃料的噴射開(kāi)始燃燒的情況下,如同一些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。
在一些實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以配置有一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器,用于向其提供燃料。作為非限制性的示例,汽缸14被示出包括一個(gè)燃料噴射器166。燃料噴射器166被示出直接耦接到汽缸14,用于與借助電子驅(qū)動(dòng)器168從控制器12接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例將燃料直接噴射到其中。以此方式,燃料噴射器166提供被稱為燃料到燃燒汽缸14的直接噴射(下文中也稱為“DI”)。雖然圖1將噴射器166示為側(cè)噴射器,但是它也可以位于活塞的頂部,諸如在火花塞192的位置附近。當(dāng)以醇基燃料操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),由于一些醇基燃料的較低的揮發(fā)性,這種位置可以改善混合和燃燒。替代地,噴射器可以位于頂部并且靠近進(jìn)氣門以改善混合。燃料可以從包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的高壓燃料系統(tǒng)8被輸送到燃料噴射器166。替代地,燃料可以在較低的壓力下由單級(jí)燃料泵輸送,在這種情況下,直接燃料噴射的正時(shí)在壓縮沖程期間可以比使用高壓燃料系統(tǒng)時(shí)更受限制。另外,雖然未示出,但是燃料箱可以具有向控制器12提供信號(hào)的壓力傳感器。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,在替代實(shí)施例中,噴射器166可以是將燃料提供到汽缸14上游的進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣道噴射器。
還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,雖然在一個(gè)實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)借助單個(gè)直接噴射器噴射可變混合燃料來(lái)操作,但是在替代實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)使用兩個(gè)噴射器(直接噴射器和進(jìn)氣道噴射器)并且改變自每個(gè)噴射器的相對(duì)噴射量來(lái)操作。
在汽缸的單個(gè)循環(huán)期間,可以通過(guò)噴射器將燃料輸送至汽缸。另外,自噴射器輸送的燃料的分配和/或相對(duì)量可以如下文所描述的隨工況(諸如充氣溫度、燃料醇含量、環(huán)境溫度等)而改變。此外,對(duì)于單個(gè)燃燒事件,可以每個(gè)循環(huán)執(zhí)行輸送的燃料的多次噴射??梢栽趬嚎s沖程、進(jìn)氣沖程或其任何適當(dāng)?shù)慕M合期間執(zhí)行多次噴射。
如上所述,圖1僅示出多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸。因此,每個(gè)汽缸可以類似地包括其自己的一組進(jìn)氣門/排氣門、(多個(gè))燃料噴射器、火花塞等。
燃料系統(tǒng)8中的燃料箱可以容納具有不同燃料性質(zhì)的燃料,諸如具有不同的燃料成分。這些不同可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化熱、不同的混合燃料和/或其組合等。在一個(gè)示例中,具有不同的醇含量的燃料可以包括一種汽油燃料和另一種乙醇或甲醇燃料。在另一示例中,發(fā)動(dòng)機(jī)可以將汽油用作第一物質(zhì),而將含有諸如E85(其約為85%的乙醇和15%的汽油)和M85(其約為85%的甲醇和15%的汽油)的混合燃料的醇用作第二物質(zhì)。其它含醇燃料可以是醇和水的混合物、醇、水和汽油的混合物、乙醇、甲醇和水的混合物等。在又一示例中,兩種燃料可以是混合醇,其中第一燃料可以是具有較低的醇比例的混合汽油醇,第二燃料可以是具有較大的醇比例的混合汽油醇,第一燃料的醇比例小于第二燃料的醇比例,諸如E10(其約為10%的乙醇)作為第一燃料,而E85(其約為85%的乙醇)作為第二燃料。附加地,第一燃料和第二燃料也可以在其它燃料性質(zhì)方面不同,諸如溫度、粘性、辛烷值、潛在汽化焓等的不同。
此外,燃料箱的燃料特性可以頻繁地改變。在一個(gè)示例中,駕駛員可以一天用E85、接著用E10并且再接著用E50再填充燃料箱。因此,箱再填充每天的變化能夠?qū)е骂l繁地改變?nèi)剂铣煞?,由此影響噴射?66輸送的燃料成分。
控制器12在圖1中被示為微型計(jì)算機(jī),其包括微處理器單元106、輸入/輸出端口108、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)一在該特定示例中被示為只讀存儲(chǔ)器芯片110、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器112、不失效存儲(chǔ)器114和數(shù)據(jù)總線。除先前討論的那些信號(hào)之外,控制器12還可以從耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器接收各種信號(hào),包括:來(lái)自質(zhì)量空氣流量傳感器122的引入的質(zhì)量空氣流量(MAF)的測(cè)量;來(lái)自耦接到冷卻套管118的溫度傳感器116的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來(lái)自耦接到曲軸140的霍耳效應(yīng)傳感器120(或其它類型的傳感器)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP);來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來(lái)自傳感器124的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)(MAP)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM可以通過(guò)控制器12根據(jù)信號(hào)PIP產(chǎn)生。來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可以用于提供進(jìn)氣歧管中的真空或壓力的指示。
存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器110能夠用表示可由處理器106執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程,用于執(zhí)行下述方法以及被預(yù)期但未被具體列出的其它變體??刂破骺梢越邮諄?lái)自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)并且基于接收的信號(hào)和存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令而采用各種致動(dòng)器??刂破骺梢曰趯?duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)程序(諸如在文本中關(guān)于圖2描述的示例控制程序)的編程在其中的指令或代碼響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)而采用致動(dòng)器。
圖2描述用于在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間調(diào)整進(jìn)氣歧管壓力以改善發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性的示例控制系統(tǒng)程序200。用于執(zhí)行方法200和本文包括的剩余方法的指令可以基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且結(jié)合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1描述的傳感器)接收的信號(hào)由控制器執(zhí)行??刂破骺梢愿鶕?jù)下面描述的方法采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。
在201處,發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以被測(cè)量和/或估計(jì)。這些可以包括環(huán)境狀況(環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、環(huán)境壓力)、充氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、歧管壓力、催化劑溫度、大氣壓力、駕駛員需求、燃料箱填充水平、燃料的醇含量等。在202處,可以確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于冷起動(dòng)狀況。在一個(gè)示例中,如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(或環(huán)境溫度、或發(fā)動(dòng)機(jī)催化劑溫度)低于閾值溫度和/或如果自先前的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉以后已經(jīng)逝去閾值持續(xù)時(shí)間,則可以確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)未被確認(rèn),則在203處該方法包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況以燃料噴射廓線操作發(fā)動(dòng)機(jī)。例如,發(fā)動(dòng)機(jī)可以在熱起動(dòng)期間以熱起動(dòng)燃料噴射廓線起動(dòng)。因此,如果冷起動(dòng)狀況未被確認(rèn),則可以不進(jìn)行對(duì)歧管壓力的調(diào)整。即,歧管壓力可以被維持在較高的水平。
在確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)狀況后,在204處,該方法包括檢索燃料成分?jǐn)?shù)據(jù)。例如,燃料醇含量(或辛烷含量)可以被檢索。在一個(gè)示例中,燃料成分可以基于先前的發(fā)動(dòng)機(jī)操作來(lái)確定。在另一示例中,燃料成分可以基于燃料箱填充事件來(lái)確定。替代地,燃料成分可以基于燃料成分傳感器(諸如燃料醇傳感器)的輸出來(lái)確定。
在206處,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)的每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件,燃料噴射設(shè)定可以基于估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況并且進(jìn)一步基于燃料成分來(lái)確定。確定的燃料噴射設(shè)定可以包括在第一燃燒事件待被噴射的燃料量以及噴射的正時(shí)。確定燃料噴射正時(shí)可以包括:對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件,確定燃料要被噴射的沖程、噴射正時(shí)的開(kāi)始、噴射正時(shí)的結(jié)束、噴射的持續(xù)時(shí)間以及用于燃料噴射器的占空比脈沖。此外,可以確定燃料以進(jìn)氣道噴射還是以直接噴射的方式被輸送。例如,噴射正時(shí)的開(kāi)始和/或噴射正時(shí)的結(jié)束可以隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載、燃料醇含量,發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或其它參數(shù)而改變。在一個(gè)示例中,可以確定燃料在冷起動(dòng)期間在每個(gè)汽缸的第一燃燒事件以單一壓縮沖程噴射的方式被輸送。
在208處,歧管壓力設(shè)定點(diǎn)基于在噴射結(jié)束時(shí)估計(jì)的燃料溫度。如下面詳述的,對(duì)于在冷起動(dòng)期間每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件,基于隨著歧管壓力(的變化)待被噴射的燃料的沸點(diǎn)的變化,歧管壓力被降低至設(shè)定點(diǎn)。因此,歧管壓力的下降降低燃料沸點(diǎn)。當(dāng)燃料沸點(diǎn)下降而充氣溫度保持相同時(shí),燃料沸點(diǎn)和充氣溫度之間的差增加,從而改善燃料的汽化和均勻的空燃混合物的形成。然而,同時(shí)隨著燃料汽化的改善,歧管壓力的下降還導(dǎo)致在第一汽缸燃燒事件期間每個(gè)汽缸中的充氣體積的下降。因此,提供均勻的且化學(xué)計(jì)量的(或其它空燃比)混合物所需要的燃料量減少。通過(guò)兩者之間的優(yōu)化或平衡并且迭代地學(xué)習(xí),歧管壓力設(shè)定點(diǎn)可以被確定。
圖3的映射圖300描繪在壓縮沖程噴射燃料的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間燃料的沸點(diǎn)和充氣溫度之間的溫度差以及該溫度差對(duì)燃料汽化的影響。映射圖300描繪沿y-軸線的溫度和沿著x-軸線的(以曲軸角度的)發(fā)動(dòng)機(jī)位置,其中范圍限于描繪壓縮沖程。在所描繪的示例中,噴射的燃料是E100。發(fā)動(dòng)機(jī)是在-5℃的環(huán)境狀況下以250rpm操作的2L四缸直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料在615CAD處在進(jìn)氣門關(guān)閉(IVC)的壓縮沖程期間被噴射,并且噴射的結(jié)束被設(shè)定在TDC附近,具體地在720CAD處。
在曲線304(虛線)處示出在壓縮沖程期間汽缸中的充氣溫度。在曲線302(實(shí)線)處示出被噴射到汽缸內(nèi)的燃料(在本文中燃料是E100)的沸點(diǎn)在壓縮沖程期間的變化。在本文中,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)在100kPa的歧管壓力下處于固定的加燃料量。根據(jù)曲軸角的E100燃料的沸點(diǎn)示出燃料的沸點(diǎn)溫度隨汽缸內(nèi)壓力的增加。燃料汽化通過(guò)燃料沸點(diǎn)和充氣溫度之間的差306(在本文中也被稱為δ溫度)來(lái)驅(qū)動(dòng)。具體地,當(dāng)δ溫度(或差)增加時(shí),燃料汽化改善。
可以選擇低于標(biāo)稱歧管壓力設(shè)定點(diǎn)以改善燃料汽化的歧管壓力設(shè)定點(diǎn)。例如,歧管壓力可以從100kPa被降低至70kPa。曲線308(虛線)描繪在壓縮沖程期間被噴射到汽缸內(nèi)的燃料的沸點(diǎn)在70kPa的歧管壓力下的變化。根據(jù)曲軸角的E100燃料的沸點(diǎn)在較低的歧管壓力下示出燃料的沸點(diǎn)溫度隨汽缸內(nèi)壓力增加具有類似趨勢(shì)。然而,在較低的歧管壓力下,燃料沸點(diǎn)被降低,從而導(dǎo)致燃料沸點(diǎn)和充氣溫度之間的較大的差310。即,實(shí)現(xiàn)較大的δ溫度,從而改善燃料汽化。
圖4的映射圖400描繪歧管壓力設(shè)定點(diǎn)的優(yōu)化或選擇。具體地,映射圖400描繪沿x-軸線的歧管壓力(MAP)、沿第一y-軸線的汽缸充氣體積和沿第二y-軸線的燃料汽化的量。曲線402(實(shí)線)示出汽缸充氣體積和MAP之間的關(guān)系。隨著MAP在汽缸進(jìn)氣沖程期間降低,汽缸充氣質(zhì)量減少。換言之,汽缸中存在較少的空氣。曲線404(虛線)示出燃料汽化和MAP之間的關(guān)系。隨著MAP在汽缸進(jìn)氣沖程期間降低,燃料汽化增加(由于較低密度的空氣)。換言之,汽缸中存在較多的燃料。為了允許目標(biāo)空燃比的均勻的空燃混合物被實(shí)現(xiàn),平衡必須處于對(duì)燃料的減少的需要(由于較小的空氣體積)和燃料的增加的可用性(由于較高的汽化)之間。在一個(gè)示例中,線之間的交叉點(diǎn)可以用于識(shí)別歧管壓力設(shè)定點(diǎn)。在所描繪的示例中,MAP設(shè)定點(diǎn)可以從標(biāo)稱值MAP1(例如,100kPa)被降低至MAP2(例如,70kPa)。
返回到208,如上所述,基于噴射的燃料的沸點(diǎn)隨壓力的變化,歧管壓力可以被降低至設(shè)定點(diǎn)。具體地,基于(估計(jì)的或預(yù)測(cè)的或建模的)噴射的燃料的沸點(diǎn)的變化相對(duì)于(估計(jì)的或預(yù)測(cè)的或建模的)汽缸充氣體積隨壓力的變化,選擇歧管壓力設(shè)定點(diǎn)。在其它示例中,降低可以為降到基于噴射結(jié)束時(shí)汽缸中的預(yù)期的空燃比的設(shè)定點(diǎn)。例如,設(shè)定點(diǎn)可以被調(diào)整以將空燃比維持在目標(biāo)比處(例如,在化學(xué)計(jì)量比處或附近)。在一些示例中,降低可以進(jìn)一步基于噴射的燃料的醇含量,當(dāng)噴射的燃料的醇含量增加時(shí),歧管壓力被降低至較小的值。
在210處,該方法包括通過(guò)減小進(jìn)氣節(jié)氣門的開(kāi)度而將歧管壓力降低至確定的設(shè)定點(diǎn)。例如,降低可以包括基于在致動(dòng)器處從控制器接收的信號(hào)致動(dòng)耦接到進(jìn)氣節(jié)流閥的機(jī)電致動(dòng)器以朝向較大的關(guān)閉位置移動(dòng)閥。在一個(gè)示例中,節(jié)氣門可以被保持短暫地關(guān)閉,直至達(dá)到MAP設(shè)定點(diǎn)。
在212處,可以確認(rèn)MAP是否已經(jīng)被降低至確定的設(shè)定點(diǎn)。如果為否,則該方法返回到210,以繼續(xù)朝向較小的打開(kāi)位置致動(dòng)節(jié)流閥。如果確認(rèn)MAP已經(jīng)被降低至確定的設(shè)定點(diǎn),則在214處該方法包括在冷起動(dòng)下對(duì)每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件以單一壓縮沖程噴射的方式噴射燃料。燃料可以以(在206處)先前確定的量和正時(shí)被噴射。換言之,對(duì)于每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件,燃料的輸送被延遲,直至MAP已經(jīng)被充分地降低,由此確保噴射的燃料能夠充分地汽化以形成均勻的空燃混合物。
因此,降低歧管壓力可以精細(xì)地增加發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間(例如,從0.5秒到0.7秒)。然而,冷環(huán)境狀況下(諸如在5℃下)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間處于較高的范圍,諸如大約2-3秒。在這些狀況下,歧管壓力的降低基本上不增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)間。實(shí)際上,由于在減少的MAP下燃料汽化的改善,發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)間可以被改善,諸如從2-3秒到大約1.2-2秒。
在216處,該方法包括基于降低的歧管壓力調(diào)整一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)以減少扭矩誤差或扭矩干擾。例如,對(duì)于每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件,可以基于降低的歧管壓力調(diào)整點(diǎn)火火花正時(shí)和燃料軌壓力中的一個(gè)或多個(gè)。例如,在第一狀況期間,當(dāng)降低的歧管壓力導(dǎo)致比期望的空燃比更富的空燃比時(shí),火花正時(shí)可以被提前或延遲以減少扭矩誤差。作為另一示例,在第二狀況期間,當(dāng)降低的歧管壓力導(dǎo)致比期望的空燃比更稀的空燃比時(shí),火花正時(shí)可以被提前或延遲以減少扭矩誤差。然而,如果混合物太稀,則可能需要更多的燃料來(lái)獲得期望的扭矩。
在218處,在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件完成后,該方法包括對(duì)于緊隨每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件之后而無(wú)介于其間的燃燒事件的第二燃燒事件,升高歧管壓力。例如,升高可以包括基于在致動(dòng)器處從控制器接收的信號(hào)致動(dòng)耦接到進(jìn)氣節(jié)流閥的機(jī)電致動(dòng)器以朝向較大的打開(kāi)位置移動(dòng)閥。
在220處,該方法包括對(duì)于在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)下每個(gè)汽缸中的第二隨后的燃燒事件,以一個(gè)或多個(gè)壓縮沖程和/或進(jìn)氣沖程噴射的方式輸送燃料。例如,對(duì)于汽缸中的第二燃燒事件,控制器可以將燃料噴射轉(zhuǎn)變?yōu)榉蛛x噴射(split injection),分離噴射包括以進(jìn)氣沖程噴射的方式輸送燃料的第一部分和以壓縮沖程噴射的方式輸送燃料的第二剩余部分,第一部分相對(duì)于第二部分的比基于溫度來(lái)調(diào)整。在本文中,溫度可以是燃料溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、排氣催化劑溫度和環(huán)境溫度中的一個(gè)。第一部分相對(duì)于第二部分的比可以隨溫度增加而增加。所述比可以進(jìn)一步基于噴射的燃料的醇含量,第一部分相對(duì)于第二部分的比隨噴射的燃料的醇含量增加而減小。
另外,進(jìn)氣沖程中輸送的燃料相對(duì)于壓縮沖程中輸送的燃料的比以及用于分離噴射的噴射次數(shù)(如果多次噴射被使用)可以進(jìn)一步基于燃燒事件數(shù)量。例如,在每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件之后,對(duì)于多個(gè)燃燒事件,燃料可以以分離進(jìn)氣和/或壓縮噴射的方式被輸送,此后加燃料可以被轉(zhuǎn)變?yōu)閱我贿M(jìn)氣沖程噴射。
以此方式,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的第一燃燒事件,通過(guò)降低進(jìn)氣歧管壓力,隨著噴射結(jié)束時(shí)估計(jì)的燃料溫度降低,燃料汽化被改善,即使當(dāng)以醇燃料操作時(shí)。此外,較低的歧管壓力實(shí)現(xiàn)減小失火事件發(fā)生率。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5,其對(duì)于接收用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的第一燃燒事件的燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸示出關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)位置的氣門正時(shí)和活塞位置的映射圖500。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在被起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被配置為對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)下發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的第一燃燒事件調(diào)整歧管壓力(MAP)以改善燃料汽化。在發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)的情況下,可以不執(zhí)行MAP調(diào)整,如下面描述的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,如在本文中使用的,第一燃燒事件指在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間第一汽缸中要點(diǎn)火的第一燃燒事件。然而,類似的廓線可以在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間用于每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件。
映射圖500圖示說(shuō)明沿x-軸線以曲軸角度(CAD)的發(fā)動(dòng)機(jī)位置。曲線508參考其相距上止點(diǎn)(TDC)和/或下止點(diǎn)(BDC)的方位并且進(jìn)一步參考其在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的四個(gè)沖程(進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣)內(nèi)的方位描繪活塞位置(沿y-軸線)。如通過(guò)正弦曲線508所指示的,活塞從TDC逐漸向下移動(dòng),到做功沖程結(jié)束時(shí)在BDC處降到最低點(diǎn)?;钊缓蟮脚艢鉀_程結(jié)束時(shí)在TDC處返回到頂部?;钊缓笤谶M(jìn)氣沖程期間再次朝向BDC向下移動(dòng),到壓縮沖程結(jié)束時(shí)在TDC處返回到其原始頂部位置。
曲線502和504描繪在正常的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間用于排氣門(虛線曲線502)和進(jìn)氣門(實(shí)線曲線504)的氣門正時(shí)。如所圖示說(shuō)明的,恰好在活塞在做功沖程結(jié)束時(shí)降至最低點(diǎn)時(shí),排氣門可以被打開(kāi)。然后在活塞完成排氣沖程時(shí),排氣門可以關(guān)閉,至少直至隨后的進(jìn)氣沖程已經(jīng)開(kāi)始才保持打開(kāi)。以相同的方式,進(jìn)氣門可以在進(jìn)氣沖程開(kāi)始時(shí)或進(jìn)氣沖程開(kāi)始之前被打開(kāi),并且可以保持打開(kāi)至少直至隨后的壓縮沖程已經(jīng)開(kāi)始。
由于排氣門關(guān)閉和進(jìn)氣門打開(kāi)之間的正時(shí)差,對(duì)于在排氣沖程結(jié)束之前并且在進(jìn)氣沖程開(kāi)始之后的短持續(xù)時(shí)間,進(jìn)氣門和排氣門可以打開(kāi)。兩個(gè)氣門都可以打開(kāi)的該時(shí)期被稱為正進(jìn)氣門到排氣門重疊506(或簡(jiǎn)稱為正氣門重疊),通過(guò)曲線502和504的交叉處的陰影區(qū)域來(lái)表示。在一個(gè)示例中,正進(jìn)氣門到排氣門重疊506可以是發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間存在的發(fā)動(dòng)機(jī)的默認(rèn)凸輪位置。
映射圖500的第三曲線(自頂部)描繪可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的第一燃燒事件以減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)粗糙度并且改善發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性的示例燃料噴射廓線510。曲線514描繪發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的第一燃燒事件下的MAP。映射圖500的第五曲線(自頂部)描繪可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)的第一燃燒事件的示例燃料噴射廓線520。曲線516描繪MAP發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)的第一燃燒事件下的MAP。
在所描繪的示例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的第一燃燒事件期間使用的燃料噴射廓線510包括在壓縮沖程期間以被輸送到汽缸的燃料量的單一壓縮沖程噴射D1,燃料在正時(shí)CAD1處被直接噴射。此外,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的第一燃燒事件,歧管壓力(曲線514)從標(biāo)稱設(shè)定512被降低以允許噴射的燃料的沸點(diǎn)和充氣溫度之間的較大的δ溫度。
相比之下,在發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)的第一燃燒事件期間使用的燃料噴射廓線520包括以第一進(jìn)氣沖程直接噴射D11和附加的進(jìn)氣沖程噴射D12或附加的壓縮沖程噴射D12’的方式輸送到汽缸的總?cè)剂狭康亩啻螄娚洹?側(cè)剂狭康牡谝惠^大的部分在進(jìn)氣沖程中在第一正時(shí)CAD11處被直接噴射。然后,燃料的剩余部分在進(jìn)氣沖程中在CAD12處或在壓縮沖程中在CAD13處被直接噴射。此外,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)的第一燃燒事件,歧管壓力(曲線516)被保持在標(biāo)稱設(shè)定512處,因?yàn)闊崞饎?dòng)下的燃料汽化不是問(wèn)題。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,在一些示例中,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)的第一燃燒事件,輸送的總?cè)剂峡梢园ㄟM(jìn)氣沖程噴射D12和壓縮沖程噴射D12’中的每一個(gè)以及進(jìn)氣沖程噴射D11。另外,相比于熱起動(dòng),火花正時(shí)(未示出)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的第一燃燒事件期間被延遲較大量。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6,映射圖600示出在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)和隨后的起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)期間燃料噴射廓線和MAP的示例調(diào)整。映射圖600在曲線602處描繪燃燒事件數(shù)量計(jì)數(shù)器的輸出、在曲線604處描繪燃料噴射廓線、在曲線606處描繪MAP并且在曲線608處描繪失火計(jì)數(shù)器的輸出。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,如在本文中使用的,燃燒事件計(jì)數(shù)器對(duì)在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中發(fā)生的燃燒事件計(jì)數(shù)。因此,第一燃燒事件指在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間第一汽缸中要點(diǎn)火的第一燃燒事件,并且隨后的燃燒事件指在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下給定的汽缸中的隨后的燃燒事件(在第一燃燒事件之后)。因此,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,類似的廓線可以在發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)或冷起動(dòng)期間用于發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸中的第一燃燒事件。
在t0處,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)命令可以被接收。由于環(huán)境狀況在閾值溫度之下,所以發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)在t1處可以繼續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)。在t0與t1之間,發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用起動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。在t1處或之后不久,對(duì)于第一燃燒事件,燃料可以被輸送。然而,為了在冷起動(dòng)的第一燃燒事件時(shí)改善燃料汽化,在t1之前,MAP可以被降低。在一個(gè)示例中,MAP通過(guò)減小進(jìn)氣節(jié)氣門的開(kāi)度來(lái)降低。例如,節(jié)氣門可以被保持關(guān)閉達(dá)一持續(xù)時(shí)間,直至MAP被降低至預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)。此后,節(jié)氣門開(kāi)度可以基于工況和期望的氣流來(lái)調(diào)整。一旦MAP被降低,對(duì)于第一燃燒事件,開(kāi)始加燃料。在本文中,對(duì)于第一燃燒事件,燃料以單一壓縮沖程噴射C1(陰影條柱)的方式被輸送。
在t2處或之后不久,對(duì)于第二燃燒事件,燃料可以被輸送。然而,燃料可以在第二燃燒事件時(shí)充分熱,使得對(duì)于燃料汽化不需要進(jìn)一步維持較低的MAP。相應(yīng)地,在第一燃燒事件完成后,并且在冷起動(dòng)的第二燃燒事件之前不久(即,在t2之前),MAP可以被升高。在一個(gè)示例中,MAP通過(guò)增加進(jìn)氣節(jié)氣門的開(kāi)度來(lái)升高。一旦MAP被升高,對(duì)于第二燃燒事件,開(kāi)始加燃料。在本文中,對(duì)于第二燃燒事件,燃料以第一進(jìn)氣沖程噴射I2(線形條柱)和第二壓縮沖程噴射C2(陰影條柱)的方式被輸送,所述噴射包括與進(jìn)氣沖程噴射相比壓縮沖程噴射中更高的燃料比。對(duì)于隨后的第三燃燒事件和此后的所有燃燒事件,MAP被保持處于較高的值。此外,對(duì)于第三燃燒事件,燃料以第一進(jìn)氣沖程噴射I3(線形條柱)和第二壓縮沖程噴射C3(陰影條柱)的方式被輸送,所述噴射包括與壓縮沖程噴射相比進(jìn)氣沖程噴射中更高的燃料比。此外,通過(guò)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制的時(shí)間處于t4或在t4之后,MAP被保持在較高的值,并且燃燒事件(諸如事件n-1和n)利用進(jìn)氣沖程噴射的燃料(例如,In-1和In)來(lái)加燃料。
通過(guò)在第一燃燒事件期間減小MAP,燃料汽化被改善。此外,失火事件發(fā)生率被減小。因此,如果對(duì)于第一燃燒事件未降低MAP,如通過(guò)虛線節(jié)段610所指示的,則更多的失火事件可以發(fā)生,如通過(guò)在608處的失火計(jì)數(shù)器的輸出(虛線曲線)所指示的。
在一個(gè)示例中,用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包含:對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸的第一燃燒事件,將歧管壓力降低至基于噴射的燃料的沸點(diǎn)隨壓力的變化相對(duì)于汽缸充氣的體積隨壓力的變化而選擇的設(shè)定點(diǎn);以及在較低的歧管壓力下,以單一壓縮沖程噴射的方式向汽缸輸送燃料。在上述示例中,基于噴射的燃料的沸點(diǎn)隨壓力的變化相對(duì)于汽缸充氣的體積隨壓力的變化而選擇的設(shè)定點(diǎn)可以附加地或可選地包括基于在噴射結(jié)束時(shí)預(yù)期的汽缸的空燃比而選擇的設(shè)定點(diǎn),所述預(yù)期的空燃比基于噴射的燃料的沸點(diǎn)的變化和汽缸充氣的體積的變化。在前述示例中的任一個(gè)或全部中,降低附加地或可選地包括致動(dòng)耦接到進(jìn)氣節(jié)流閥的致動(dòng)器以朝向更關(guān)閉的位置移動(dòng)節(jié)流閥。在前述示例中的任一個(gè)或全部中,降低包括從第一歧管壓力降低至設(shè)定點(diǎn),所述第一歧管壓力基于環(huán)境溫度和噴射的燃料的醇含量中的一個(gè)或多個(gè)。前述示例中的任一個(gè)或全部可以附加地或可選地進(jìn)一步包含:對(duì)于緊隨發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)的每個(gè)汽缸的第一燃燒事件之后的每個(gè)汽缸的第二燃燒事件(其間沒(méi)有事件),將歧管壓力升高至第一歧管壓力并且在較高的歧管壓力下以一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣沖程噴射的方式輸送燃料。前述示例中的任一個(gè)或全部可以附加地或可選地進(jìn)一步包含:相對(duì)于駕駛員扭矩需求,基于在降低的歧管壓力下輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩調(diào)整點(diǎn)火火花正時(shí)和燃料軌壓力中的一個(gè)或多個(gè)。
用于發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種方法包含:在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定包括燃料量和噴射正時(shí)的燃料噴射;以及基于噴射結(jié)束時(shí)估計(jì)的燃料溫度而對(duì)于冷起動(dòng)下發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸的第一燃燒事件降低歧管壓力。在前述示例中,降低可選地包括將歧管壓力降低至基于噴射的燃料的沸點(diǎn)隨壓力變化的設(shè)定點(diǎn)。在前述示例中的任一個(gè)或全部中,設(shè)定點(diǎn)附加地或可選地基于噴射的燃料的沸點(diǎn)的變化相對(duì)于汽缸充氣的體積隨壓力的變化。在前述示例中的任一個(gè)或全部中,降低附加地或可選地進(jìn)一步基于噴射的燃料的醇含量,當(dāng)噴射的燃料的醇含量增加時(shí),歧管壓力被降低至較小的值。在前述示例中的任一個(gè)或全部中,降低附加地或可選地包括減小進(jìn)氣節(jié)氣門的開(kāi)度。前述示例中的任一個(gè)或全部可以附加地或可選地進(jìn)一步包含:對(duì)于緊隨每個(gè)汽缸的第一燃燒事件之后的第二燃燒事件,升高歧管壓力,并且對(duì)于每個(gè)汽缸的第一燃燒事件,以單一壓縮沖程噴射的方式噴射燃料。前述示例中的任一個(gè)或全部可以附加地或可選地進(jìn)一步包含:對(duì)于第二燃燒事件,將燃料噴射轉(zhuǎn)變?yōu)榉蛛x噴射,分離噴射包括以進(jìn)氣沖程噴射的方式輸送燃料的第一部分和以壓縮沖程噴射的方式輸送燃料的第二剩余部分,第一部分相對(duì)于第二部分的比基于溫度來(lái)調(diào)整。在前述示例中的任一個(gè)中,其中所述比基于溫度來(lái)調(diào)整,溫度可選地是燃料溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、排氣催化劑溫度和環(huán)境溫度中的一個(gè),并且第一部分相對(duì)于第二部分的比隨溫度增加而增加。在前述示例中的任一個(gè)中,所述比附加地或可選地進(jìn)一步基于噴射的燃料的醇含量,第一部分相對(duì)于第二部分的比隨噴射的燃料的醇含量增加而減小。前述示例中的任一個(gè)可以附加地或可選地進(jìn)一步包含:基于降低的歧管壓力調(diào)整點(diǎn)火火花正時(shí)和燃料軌道壓力中的一個(gè)或多個(gè)。
在又一示例中,耦接至車輛的第一示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以包含:發(fā)動(dòng)機(jī),其具有進(jìn)氣歧管和一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸;直接噴射器,其用于將燃料直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi);節(jié)流閥,其被耦接在進(jìn)氣歧管中,閥的開(kāi)度通關(guān)機(jī)電致動(dòng)器來(lái)調(diào)整;壓力傳感器,其用于估計(jì)進(jìn)氣歧管的壓力;以及控制器??刂破骺梢耘渲糜写鎯?chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)可讀指令,用于:在第一發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,對(duì)于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一燃燒事件,在較高的歧管壓力下輸送燃料,并且然后在第一燃燒事件之后,將歧管壓力增加至較高的歧管壓力之上??刂破骺梢员贿M(jìn)一步配置用于:在第二發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,對(duì)于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一燃燒事件,在較低的歧管壓力下輸送燃料,并且然后在第一燃燒事件之后,將歧管壓力增加至較高的歧管壓力。在前述示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中,第二發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間的環(huán)境溫度處于較低的溫度。在前述示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中,附加地或可選地,在第一發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,對(duì)于每個(gè)汽缸的第一燃燒事件,以進(jìn)氣沖程噴射和壓縮沖程噴射中的每一個(gè)的方式輸送燃料,而在第二發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間,對(duì)于每個(gè)汽缸的第一燃燒事件,以單一壓縮沖程噴射的方式輸送燃料。
以此方式,以汽油和柴油燃料(諸如E100或E85)在非常冷的溫度下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能力被改善。改善被實(shí)現(xiàn)而不需要輔助的燃料加熱系統(tǒng),諸如加熱的燃料軌、汽油噴射器起動(dòng)、預(yù)噴射、加熱的噴射器等。通過(guò)使噴射的燃料的較大的部分能夠在冷起動(dòng)下被汽化,原料氣/進(jìn)氣烴排放能夠被顯著地減少。此外,通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下減少負(fù)載,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速爆發(fā)能夠被減少。通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間減小發(fā)動(dòng)機(jī)失火的發(fā)生率,較低的排放和更可靠且可預(yù)測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)被實(shí)現(xiàn)。總之,冷起動(dòng)下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性被改善。
注意,包括在本文中的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文公開(kāi)的控制方法和程序可以存儲(chǔ)為非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中的可執(zhí)行指令,并且可以由包括控制器與各種傳感器、致動(dòng)器和其它發(fā)動(dòng)機(jī)硬件的控制系統(tǒng)執(zhí)行。本文描述的具體程序可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè),諸如事件驅(qū)動(dòng)的、中斷驅(qū)動(dòng)的、多任務(wù)的、多線程的等。因此,所示的各種行為、操作和/或功能可以按所示的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣,處理的順序不是實(shí)現(xiàn)本文面描述的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的,而是為了便于說(shuō)明和描述提供。根據(jù)使用的特定策略,所示的行為、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)地執(zhí)行。此外,所述的行為、操作和/或功能可以圖形化地被程序化到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器之內(nèi)的代碼,其中所述的行為通過(guò)執(zhí)行包括各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件組件與電子控制器的系統(tǒng)中的指令而被執(zhí)行。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,本文所公開(kāi)的構(gòu)造和程序在本質(zhì)上是示例性的,并且這些具體實(shí)施例不應(yīng)被認(rèn)為具有限制意義,因?yàn)樵S多變體是可能的。例如,上述技術(shù)可以使用到V-6、I-4、I-6、V-12、對(duì)置4缸和其它發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開(kāi)的主題包括本文所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和配置和其它特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。
隨附的權(quán)利要求具體指出被認(rèn)為新穎的和非顯而易見(jiàn)的特定組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這樣的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這樣的元件的組合,既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這樣的元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其它組合和子組合可以通過(guò)修改本申請(qǐng)的權(quán)利要求或通過(guò)在本申請(qǐng)或相關(guān)的申請(qǐng)中提出新權(quán)利要求被要求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求,無(wú)論比原權(quán)利要求范圍更寬、更窄、等同或不同,均被認(rèn)為包含在本公開(kāi)的主題內(nèi)。