用于管理噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管理噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃料的質(zhì)量，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)階段期間。在主要但非排他的應(yīng)用中，本發(fā)明涉及使用例如汽油、汽油/乙醇混合物、柴油或其它氣體(LPG等)的不同的燃料的機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的組成元件經(jīng)常經(jīng)受修改以考慮技術(shù)進(jìn)步，例如，電子噴射或帶有共軌(稱為“共軌”)的噴射的系統(tǒng)，以及減輕重量、降低燃料消耗、燃料多樣化和降低成本的持續(xù)的目標(biāo)。然而，迄今為止，發(fā)動(dòng)機(jī)已表現(xiàn)出在低溫下不起動(dòng)的高風(fēng)險(xiǎn)，而不論燃料如何。根據(jù)所使用的燃料，重要的是其溫度保持在最小值以上。用于確保起動(dòng)的該最小值在汽油的情況中為_30°C，并且在乙醇的情況中為-5°C。
[0003]在發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定速度操作(也就是說(shuō)在起動(dòng)階段之后)的上下文中，已經(jīng)對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)做出許多改進(jìn)。該穩(wěn)定速度操作條件的正確工作的一個(gè)重要方面是噴入燃燒室的燃燒空氣和燃料的量，所述量以質(zhì)量來(lái)表達(dá)。例如，專利文獻(xiàn)US 2008/0288159描述了通過(guò)控制噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的組分的質(zhì)量對(duì)燃燒的改進(jìn)。專利文獻(xiàn)FR 2 790 283也描述了對(duì)燃料壓力的控制的改進(jìn)。并且專利文獻(xiàn)EP O 725 212提出了對(duì)用于在高壓下噴射燃料的系統(tǒng)的改進(jìn)。
[0004]一般來(lái)講，起動(dòng)階段被以與發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定速度操作條件相同的方式處理。當(dāng)在穩(wěn)定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了適應(yīng)燃料或燃燒空氣的量而考慮的參數(shù)有許多并且是變化的，例如:汽缸蓋中的水的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)的rpm、所用燃料的數(shù)量和類型、入口歧管中的空氣的壓力和溫度。并且，這些數(shù)據(jù)接著被應(yīng)用于管理起動(dòng)階段。起動(dòng)階段的主要表征性特征是發(fā)動(dòng)機(jī)在其所處的地方的環(huán)境溫度下為靜止的和冷的。此外，燃料類型的當(dāng)前激增需要考慮大范圍的值的環(huán)境溫度，以便獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠起動(dòng)，例如，在純乙醇的情況下從低至_5°C起。
[0005]還熟悉的是文獻(xiàn)US 2012/0203444 Al，該文獻(xiàn)涉及應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)的起動(dòng)控制裝置，該系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)曲軸的起動(dòng)機(jī)、燃料泵、積聚由燃料泵遞送的燃料的高壓的共軌、以及將燃料在高壓下噴入汽缸的噴射器。起動(dòng)控制裝置包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制的單元(ECU，英文表示發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)，該單元確定與發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力有關(guān)的條件是否已降低。如果ECU確定與發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)能力有關(guān)的條件已降低，則其減少在曲軸的一次回轉(zhuǎn)期間從燃料軌朝噴射器輸送的燃料的量。特別地，當(dāng)共軌內(nèi)部的壓力變得低于適合發(fā)動(dòng)機(jī)的每種操作狀態(tài)的最佳目標(biāo)壓力時(shí)，燃料量的減少增加。
[0006]本發(fā)明提出通過(guò)調(diào)適用于管理在起動(dòng)階段期間噴射的燃料的質(zhì)量的參數(shù)來(lái)消除對(duì)于所使用的燃料來(lái)說(shuō)在低溫下不起動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。為了做到這一點(diǎn)，已經(jīng)確定的是，在空氣/燃料混合物中的燃料顆粒的霧化，取決于噴射壓力。在起動(dòng)階段期間，燃料的高噴射壓力的保持有利于這些顆粒的細(xì)霧化和因此更有效的燃燒。本發(fā)明因此提出了在起動(dòng)階段期間根據(jù)燃料的壓力來(lái)控制噴射的燃料的質(zhì)量，以便確保在此階段期間的高壓力水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]更具體地講，本發(fā)明的目的是一種用于通過(guò)將燃料和燃燒空氣的混合物直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸中而為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)料的方法。泵提供處于其操作范圍的較高區(qū)間中的輸出流的事實(shí)意味著燃料的供應(yīng)在高壓下實(shí)現(xiàn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下起動(dòng)之前的初步燃料噴射階段，發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)操作循環(huán)輸送的燃料的質(zhì)量(本文中稱為“噴射質(zhì)量”)以這樣的方式被調(diào)節(jié)，即，使得當(dāng)噴入汽缸的燃料的壓力在此階段期間降低時(shí)，該壓力保持在預(yù)定閾值以上。
[0008]在這些條件下，當(dāng)泵在接近其最大輸出流量的較高輸出流量下操作時(shí)，噴射的質(zhì)量根據(jù)要達(dá)到的壓力而調(diào)整，以便使燃料的霧化足夠細(xì)，從而即使在起動(dòng)本來(lái)困難的溫度條件下也能夠進(jìn)行起動(dòng)。噴射的燃料的最小壓力值大于能夠允許發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的閾值。
[0009]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，噴射質(zhì)量的調(diào)節(jié)大體上在于經(jīng)調(diào)整的減少。
[0010]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的方法提出噴射的燃料的壓力被實(shí)時(shí)控制并且通過(guò)噴射質(zhì)量的調(diào)整來(lái)修正，該調(diào)整限定了壓力梯度，使得噴射的燃料的壓力保持大于壓力的閾值。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，壓力梯度保持大于確定的閾值。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，壓力梯度的進(jìn)展被實(shí)時(shí)控制并且通過(guò)以使得該梯度保持大于梯度的閾值的方式連續(xù)調(diào)整噴射質(zhì)量來(lái)修正。
[0013]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了在噴射期的過(guò)程中以下四個(gè)參數(shù)的測(cè)量:壓力、壓力梯度、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和冷卻劑的溫度，這些參數(shù)中的三個(gè)被與閾值進(jìn)行如下比較:
?噴射的燃料的壓力被與壓力的所述預(yù)定閾值相比較；
?如果噴射的燃料的所述壓力大于壓力的所述預(yù)定閾值，則將壓力梯度與壓力梯度的所述預(yù)定閾值相比較；
?如果壓力梯度大于壓力梯度的所述預(yù)定閾值，則將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度與發(fā)動(dòng)機(jī)的確定的閾值速度相比較；
使得，當(dāng)噴射的燃料的壓力朝壓力的預(yù)定閾值減小時(shí)，或者當(dāng)壓力梯度小于壓力梯度的確定的閾值時(shí)，根據(jù)所述四個(gè)參數(shù)來(lái)計(jì)算燃料的量，以便減小或阻止壓力的下降，該步驟包括:當(dāng)壓力梯度大于壓力梯度的閾值時(shí)，開始比較發(fā)動(dòng)機(jī)的速度與發(fā)動(dòng)機(jī)的確定的速度閾值，使得如果發(fā)動(dòng)機(jī)的速度保持小于或等于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度的閾值，那么重新開始比較的步驟的重復(fù)，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度變得大于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度的閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)接著采用穩(wěn)定速度操作條件，并且停止在發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)之前的初步階段中的進(jìn)料的方法。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，燃料可以是低揮發(fā)性燃料，特別是汽油/乙醇混合物；根據(jù)本發(fā)明的利用這樣的燃料起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，它允許在對(duì)于這些燃料來(lái)說(shuō)低溫下以比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的條件起動(dòng)更短的時(shí)間起動(dòng)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，噴射的燃料的壓力的監(jiān)測(cè)由傳感器或者通過(guò)建模進(jìn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0016]參照附圖，本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、表征性特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)精讀下面的非限制性描述而變得顯而易見，在附圖中:
-圖1表示示出根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的流程圖的示例；
-圖2表示示出在本發(fā)明的條件下測(cè)量的主要量(具體地，噴射的燃料的質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力和rpm)在時(shí)間上的相關(guān)性的圖；以及
-圖3表示為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)的示意性示例。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1中的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要步驟的順序的示例。在開啟車輛的電路(和特別地，其與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合的部件(起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、泵等))之后，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的步驟2涉及根據(jù)所使用的燃料初步調(diào)整以下參數(shù):
-Pwtt:在噴射器中接收的燃料的最小壓力；
-在噴射器中可能實(shí)現(xiàn)的最大壓力，該參數(shù)同樣依賴于所述部件(特別是高壓泵)的表征性特征；
-Giw1:由壓力的變化除以單位時(shí)間的發(fā)動(dòng)機(jī)操作循環(huán)(分隔發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的兩個(gè)連續(xù)的上止點(diǎn)位置的單位時(shí)間，英文術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)稱為“pmh”或“tdc”)的比率ΛΡ/At限定的壓力梯度的最小值；
-Vwtt:發(fā)動(dòng)機(jī)的速度，在該速度以上，起動(dòng)階段被視為完成，發(fā)動(dòng)機(jī)接著在穩(wěn)定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)；
-M。:對(duì)于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)tdc循環(huán)來(lái)說(shuō)，由噴射器向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室初始地噴射的燃料的質(zhì)量(或初始噴射質(zhì)量)。
[0018]在首次開啟高壓泵(步驟3)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓回路內(nèi)部的燃料壓力增加至高達(dá)該壓力的最大值P最*。
[0019]步驟5對(duì)應(yīng)于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)和其發(fā)動(dòng)機(jī)特性(汽缸數(shù)等)向發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的燃料噴射的開始。
[0020]在噴射期的過(guò)程中測(cè)量四個(gè)參數(shù)(步驟13):壓力P、壓力梯度G、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度V和冷卻劑的溫度T。將這些參數(shù)中的三個(gè)與閾值進(jìn)行如下比較:
-將噴射器中的燃料的壓力P與值Pwtt相比較(步驟7)；
-如果壓力P大于Pw值，則將梯度G與值Gism相比較(步驟9)；
-如果壓力梯度G大于Gwtt，則將速度V與速度閾值Vwtt相比較(步驟11)；
使得，當(dāng)噴射器中的燃料的壓力P朝值Piwi減小時(shí)，或者當(dāng)壓力梯度G小于值G_時(shí)，由處理器根據(jù)參數(shù)P、G、V和T計(jì)算燃料的量(步驟15)，以便減小或阻止壓