點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及調(diào)節(jié)經(jīng)配置用于燃料的直接燃料噴射和進(jìn)氣道燃料噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的火花點(diǎn)火能量的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可以被配置有將燃料直接噴射入燃燒汽缸(直接噴射)的直接燃料噴射器和/或?qū)⑷剂蠂娚淙肫走M(jìn)氣道(進(jìn)氣道燃料噴射)的進(jìn)氣道燃料噴射器。多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠使用進(jìn)氣道噴射和直接噴射二者，其中不同的燃料類型被提供至不同的噴射器。例如，乙醇燃料的直接噴射可以與汽油燃料的進(jìn)氣道噴射連用。其中，醇燃料的直接噴射可以利用醇燃料的較高蒸發(fā)熱的增加的增壓冷卻效應(yīng)和增加的辛烷的優(yōu)點(diǎn)。這幫助解決爆震限制，尤其是在增壓狀況下。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間，還可以使用燃料的直接噴射以在總體上比化學(xué)計(jì)量比稀但靠近火花塞處更富的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)從而用于魯棒汽缸燃燒。另外，汽油燃料的進(jìn)氣道噴射可以利用與醇燃料相比具有較高能量密度的汽油燃料和較低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下提高的燃料蒸發(fā)。
[0003]然而，本文的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)噴射不同的燃料時(shí)，會(huì)需要不同的點(diǎn)火系統(tǒng)能量輸出和火花持續(xù)時(shí)間。另外，基于噴射模式(直接或進(jìn)氣道)，會(huì)需要不同的點(diǎn)火系統(tǒng)能量輸出和火花持續(xù)時(shí)間。由于燃料和噴射模式之間的轉(zhuǎn)換，管理點(diǎn)火能量輸出和火花持續(xù)時(shí)間可能變得更加復(fù)雜。因此，如果點(diǎn)火能量輸出和火花持續(xù)時(shí)間不調(diào)節(jié)至合適水平，可能發(fā)生各種問(wèn)題，諸如不完全燃燒、火花能量過(guò)度使用、部件耐久性問(wèn)題、燃料經(jīng)濟(jì)性和排放退化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)示例中，上述問(wèn)題中的一些可以至少部分地通過(guò)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法解決，該方法包含:基于經(jīng)由進(jìn)氣道噴射相對(duì)于直接噴射在汽缸中接收的燃料的比，調(diào)節(jié)用于汽缸火花事件的點(diǎn)火線圈駐留(dwell)時(shí)間。該調(diào)節(jié)可以進(jìn)一步基于經(jīng)由進(jìn)氣道噴射相對(duì)于直接噴射接收的燃料的類型。此外，該調(diào)節(jié)可以基于包括進(jìn)氣沖程相對(duì)于壓縮沖程直接噴射的燃料的比的直接噴射的分流。以此方式，可以針對(duì)不同燃料類型和不同噴射類型調(diào)節(jié)點(diǎn)火能量和火花持續(xù)時(shí)間。
[0005]作為一個(gè)示例，對(duì)于汽缸燃燒事件的火花事件，可以基于在汽缸燃燒事件期間汽缸中接收的燃料的類型以及經(jīng)由進(jìn)氣道噴射器和直接噴射器接收的總的汽缸供給燃料的相對(duì)比例，調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈參數(shù)。例如，對(duì)于給定燃燒事件，汽缸可以經(jīng)由進(jìn)氣道噴射器接收第一量的第一燃料，同時(shí)經(jīng)由直接噴射器接收第二量的第二不同燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以配置有單點(diǎn)火線圈，其中將充電電流施加在點(diǎn)火線圈上達(dá)一段駐留時(shí)間，之后線圈向火花塞放電以發(fā)起火花事件。這里，可以基于第一燃料和第二燃料并基于經(jīng)由進(jìn)氣道噴射器和直接噴射器輸送的燃料的比調(diào)節(jié)施加充電電流的駐留時(shí)間。作為一個(gè)示例，隨著經(jīng)由直接噴射器輸送的燃料的量增加，由于來(lái)自直接噴射的增壓冷卻使汽缸中壓縮壓力稍微變高，駐留時(shí)間可以增加。因此，隨著駐留時(shí)間增加，施加至線圈的峰值充電電流增加，從而增加最終火花事件的點(diǎn)火能量輸出。
[0006]在一個(gè)替代示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以配置有雙點(diǎn)火線圈，其中第一充電電流被施加在第一點(diǎn)火線圈上達(dá)第一駐留時(shí)間，以及第二充電電流被施加在第二點(diǎn)火線圈上達(dá)第二駐留時(shí)間。在第一駐留時(shí)間過(guò)去后，第一線圈向火花塞放電以發(fā)起火花事件。在第一線圈正放電時(shí)，并且自第一線圈放電以來(lái)的延遲后，第二線圈向火花塞放電。這里，第一點(diǎn)火線圈和第二點(diǎn)火線圈的每個(gè)的駐留時(shí)間可以基于第一燃料和第二燃料并基于經(jīng)由進(jìn)氣道噴射器和直接噴射器輸送的燃料的比調(diào)節(jié)。作為一個(gè)示例，隨著經(jīng)由直接噴射器輸送的燃料的量增加，可以增加第一點(diǎn)火線圈和第二點(diǎn)火線圈的駐留時(shí)間。此外，可以減少兩個(gè)線圈的放電之間的延遲。如本文闡述的，點(diǎn)火能量需求可以取決于燃燒室的各種因素并且可以因發(fā)動(dòng)機(jī)不同而改變。通常，當(dāng)由于放電期間增加的充電和壓縮壓力而直接噴射燃料部分較高時(shí)，可以增加點(diǎn)火能量。如果直接噴射的燃料部分被分流為多個(gè)噴射，例如，進(jìn)氣沖程直接噴射和壓縮沖程直接噴射，并且如果以分層(stratified)方式使用壓縮沖程噴射，靠近火花塞的有利空燃比可以轉(zhuǎn)化到較低點(diǎn)火能量需求，以及用于第二放電的較低需要。
[0007]還可以基于經(jīng)由進(jìn)氣道噴射器和直接噴射器輸送的燃料類型調(diào)節(jié)駐留時(shí)間和延遲。例如，該調(diào)節(jié)可以基于燃料的醇含量的差或燃料的辛烷值。因而，與當(dāng)進(jìn)氣道噴射的燃料包括汽油并且直接噴射的燃料包括ElO時(shí)相比，當(dāng)進(jìn)氣道噴射的燃料包括汽油并且直接噴射的燃料包括E85時(shí)，每個(gè)點(diǎn)火線圈的駐留時(shí)間可以較低。此外，駐留時(shí)間可以作為燃料反應(yīng)性(或可燃性)的函數(shù)而被調(diào)節(jié)。因此，較高反應(yīng)性燃料可以具有較低點(diǎn)火能量需求。
[0008]以此方式，通過(guò)基于汽缸供給燃料調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈的駐留命令可以改變用于燃燒事件的火花能量，可以更好地在汽缸中的火花事件期間管理點(diǎn)火能量輸出。具體地，點(diǎn)火能量輸出可以更好地匹配給定燃料和噴射類型的組合的燃燒所需的點(diǎn)火輸出。通過(guò)隨著經(jīng)由直接噴射輸送的燃料增加和經(jīng)由進(jìn)氣道噴射輸送的燃料減少而增加點(diǎn)火輸出，改善點(diǎn)火事件的功率消耗。此外，部件耐用性得到增加。
[0009]因此，這能夠?qū)崿F(xiàn)具有最小能量使用的魯棒燃燒。此外，諸如點(diǎn)火線圈和火花塞的點(diǎn)火部件的耐用性不受影響?？偟膩?lái)說(shuō)，改善汽缸燃燒。
[0010]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化形式介紹一些概念，這些概念在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開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】
[0011]圖1是一種發(fā)動(dòng)機(jī)的不意圖；
[0012]圖2是可以耦接至圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的單線圈點(diǎn)火系統(tǒng)的示意圖；
[0013]圖3示出可以耦接至圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的雙線圈點(diǎn)火系統(tǒng)的一個(gè)示例性示意圖；
[0014]圖4示出用于在火花事件期間基于汽缸供應(yīng)燃料調(diào)節(jié)火花點(diǎn)火輸出的高水平流程圖；
[0015]圖5示出用于基于汽缸供應(yīng)燃料調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈駐留命令和延遲的高水平流程圖；
[0016]圖6示出火花事件期間向火花塞供應(yīng)電能量的單線圈點(diǎn)火系統(tǒng)的示例性信號(hào)；
[0017]圖7示出火花事件期間向火花塞供應(yīng)電能量的雙線圈點(diǎn)火系統(tǒng)的示例性信號(hào)；
[0018]圖8示出隨著汽缸供應(yīng)燃料變化，點(diǎn)火控制信號(hào)變化的示例性趨勢(shì)；
[0019]圖9示出根據(jù)本公開的隨著變化的汽缸供應(yīng)燃料，點(diǎn)火輸出的示例性調(diào)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本描述涉及火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如圖1的發(fā)動(dòng)機(jī))中的改善的點(diǎn)火能量管理。發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置有單線圈點(diǎn)火系統(tǒng)，如圖2所描述的，或雙線圈點(diǎn)火系統(tǒng)，如圖3所描述的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被配置以執(zhí)行控制例程(諸如圖4-圖5的示例性例程)以基于汽缸供應(yīng)燃料(包括基于汽缸中接收的一種或更多種燃料和燃料噴射類型)調(diào)節(jié)點(diǎn)火線圈駐留命令(針對(duì)任一點(diǎn)火系統(tǒng))和放電延遲(針對(duì)雙線圈點(diǎn)火系統(tǒng))。相應(yīng)地，控制器可以在給定汽缸燃燒事件上，調(diào)節(jié)施加多久充電電流以及點(diǎn)火線圈儲(chǔ)存的能量何時(shí)被放電到火花塞(圖6-圖7)。參考圖8的映射圖，其示出示例性趨勢(shì)。參考圖9，其示出隨著變化的汽缸供應(yīng)燃料，火花輸出的示例性調(diào)節(jié)。
[0021]圖1描繪內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室或汽缸的一個(gè)示例性實(shí)施例。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置132來(lái)自運(yùn)載工具操作者130的輸入至少部分地控制。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(即，燃燒室)14可以包括燃燒室壁136，其中活塞138被設(shè)置在燃燒室壁中?；钊?38可以耦接至曲軸140，以便活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸140可以經(jīng)由變速器系統(tǒng)耦接至乘客運(yùn)載工具的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。此夕卜，啟動(dòng)器馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪耦接至曲軸140以使發(fā)動(dòng)機(jī)10能夠進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0022]汽缸14能夠經(jīng)由一系列進(jìn)氣通道142、144和146接收進(jìn)氣空氣。除了汽缸14之夕卜，進(jìn)氣通道146能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸連通。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣通道可以包括增壓裝置，諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。例如，圖1示出發(fā)動(dòng)機(jī)10配置有渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括布置在進(jìn)氣通道142和進(jìn)氣通道144之間的壓縮機(jī)174和沿著排氣通道148布置的排氣渦輪176。壓縮機(jī)174可以通過(guò)排氣渦輪176經(jīng)由軸180而至少部分地驅(qū)動(dòng)，其中增壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而，在另一些示例中，諸如其中發(fā)動(dòng)機(jī)10被提供有機(jī)械增壓器，排氣渦輪176可以被選擇地省略，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)械輸入驅(qū)動(dòng)。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162可以沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道提供以用于改變提供至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣空氣的流率和/或壓力。例如，如圖1所示，節(jié)氣門162可以被設(shè)置在壓縮機(jī)174的下游，或替代地被提供在壓縮機(jī)174的上游。
[0023]排氣通道148能夠接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10除了汽缸14之外的其他汽缸的排氣。排氣傳感器128被示出耦接至排放控制裝置178上游的排氣通道148。傳感器128可以是用于提供排氣空燃比的指示的任意合適的傳感器，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)、HEG0 (加熱EGO)、N0x、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、各種其他排放控制裝置或其組合。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)或更多個(gè)排氣門。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。在一些實(shí)施例中，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。
[0025]進(jìn)氣門150可以由控制器12經(jīng)由致動(dòng)器152控$1」。類似地，排氣門156可以由控制器12經(jīng)由致動(dòng)器154控制。在一些狀況下，控制器12可以改變提供至致動(dòng)器152、1